JP6803027B2 - Head-mounted image presentation device with visible light wavelength converter - Google Patents

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浩史 冨田
江里子 菅野
江里子 菅野
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Description

本発明は、可視光波長変換部を有する頭部装着型映像提示装置に関する。 The present invention relates to a head-mounted image presentation device having a visible light wavelength conversion unit.

日本に於ける年間失明者数は16000人におよび、その要因は、重度の外傷を除き、網膜内層の障害と、外層の障害に起因するものの大きく2つに分けられる。網膜色素変性、加齢黄斑変性及び網膜剥離といった網膜変性疾患では、網膜外層が選択的に変性することが知られている。網膜の光受容とその情報伝達機構についてみると、入射した光、映像情報は網膜外層に位置する光受容細胞(視細胞)で受容され、網膜内層に伝達される。その情報は網膜内層に位置する、視神経を構成する神経節細胞によって脳に伝えられる。このように光すなわち映像を受容できる細胞は網膜において視細胞のみであり、視細胞が何らかの要因で変性、消失すると、その他の細胞が正常であったとしても失明に至る。 The annual number of blind people in Japan reaches 16,000, and the causes can be broadly divided into two types, except for severe trauma, which are caused by disorders of the inner retina and disorders of the outer layer. It is known that the outer layer of the retina is selectively degenerated in retinal degenerative diseases such as retinitis pigmentosa, age-related macular degeneration, and retinal detachment. Looking at the photoreceptor of the retina and its signal transmission mechanism, the incident light and image information are received by the photoreceptor cells (photoreceptors) located in the outer layer of the retina and transmitted to the inner layer of the retina. That information is transmitted to the brain by the ganglion cells that make up the optic nerve, located in the inner layer of the retina. In this way, the only cells that can receive light, that is, images, are photoreceptor cells in the retina, and if the photoreceptor cells degenerate or disappear for some reason, even if the other cells are normal, blindness will occur.

視細胞の光受容様式によれば、視細胞に存在する光受容タンパク質で光受容後、様々なタンパク質の連鎖反応が必要であることが分かっている。このような様式から、従来、単一の遺伝子を導入することによって、光受容能を賦与することは不可能であると考えられてきた。これに関連して、神経細胞に光受容能を与えるためには、最低限、3種類のタンパク質(すなわち、アレスチン、オプシン、G蛋白質αサブユニット)を1つの細胞に導入することが必要であることが報告されている(非特許文献1)。 According to the photoreception mode of photoreceptor cells, it is known that the photoreceptive proteins present in photoreceptor cells require a chain reaction of various proteins after photoreception. From such a mode, it has been conventionally considered that it is impossible to confer photoacceptivity by introducing a single gene. In this connection, it is necessary to introduce at least three kinds of proteins (that is, arrestin, opsin, and G protein α subunit) into one cell in order to impart photoacceptivity to nerve cells. It has been reported (Non-Patent Document 1).

Nagelら(非特許文献2)は、緑藻類クラミドモナス(Chamydomonas)より単離されたチャネルロドプシン−2(以下、「ChR2」とも称する)が光受容能と陽イオン選択的透過性を併せ持つこと、及びChR2遺伝子を導入することによって培養哺乳類細胞(HEK293、BHK)等に光受容能を与えることができることを報告した。緑藻類ボルボックスから赤色に感受性を有する同様の遺伝子が見出されている(非特許文献3)。 Nagal et al. (Non-Patent Document 2) found that channelrhodopsin-2 (hereinafter, also referred to as “ChR2”) isolated from the green alga Chlamydomonas has both photoacceptivity and cation-selective permeability, and ChR2. It was reported that the photoreceptive ability can be imparted to cultured mammalian cells (HEK293, BHK) and the like by introducing a gene. A similar gene that is sensitive to red color has been found in the green alga Volvox (Non-Patent Document 3).

本発明者らは、クラミドモナス・レインハルトチイ(Chlamydomonas reinhardtii)由来のチャネルロドプシン−1のN末端領域を、ボルボックス由来のチャネルロドプシンと融合させて得られた、改変されたボルボックス(Volvox carteri)由来の光受容チャネルロドプシンタンパク質を用いることで、該チャネルロドプシンの細胞膜上での発現効率を改善できることを見出した(特許文献1)。 The present inventors have obtained a modified Volvox carteri obtained by fusing the N-terminal region of channelrhodopsin derived from Chlamydomonas reinhardtii with channelrhodopsin derived from Volvox. It has been found that the expression efficiency of the channelrhodopsin on the cell membrane can be improved by using the photoreceptive channelrhodopsin protein (Patent Document 1).

WO2011/019081WO2011 / 019081

Zemelman BV et al.,Neuron.2002 Jan 3;33(1):15−22Zemelman BV et al. , Neuron. 2002 Jan 3; 33 (1): 15-22 Nagel G et al.,Proc Natl Acad SciU S A.2003 Nov 25;100(24):13940−5Nagel G et al. , Proc Natl Acad SciUS A. 2003 Nov 25; 100 (24): 13940-5 Freng Zhang et al.,Nature Neuroscience,Volume 11,Number 6,June 2008:p631−633Freng Zhang et al. , Nature Neuroscience, Volume 11, Number 6, June 2008: p631-633

しかしながら、クラミドモナス由来のChR2は光感受性が青色に限定されているために、視覚が回復したとしても青色のみしか見ることができない。緑藻類ボルボックスから光感受性を有する同様の遺伝子が見出されたが視覚の回復は赤色に限定される。改変されたボルボックス由来の光受容チャネルロドプシンタンパク質はより広い波長域に反応するものであるものの、450〜600nm付近に限定され、380〜450nm及び600〜750nmの波長については良好な反応を示さない。 However, since Chlamydomonas-derived ChR2 is limited to blue, even if vision is restored, only blue can be seen. A similar gene with photosensitivity was found in the green alga Volvox, but visual recovery is limited to red. Although the modified Volvox-derived photoreceptive channel rhodopsin protein responds to a wider wavelength range, it is limited to around 450-600 nm and does not respond well at wavelengths of 380-450 nm and 600-750 nm.

このように、網膜変性患者に対してタンパク質を投与することで、可視光波長領域のうちの一定の波長領域については反応させることが可能ではあるが、他の領域については依然として十分に反応させることができない。網膜変性患者を含め、可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が低下している者にその視野に入射する可視光すべてを認識させるための手段は実現されていない。 In this way, by administering the protein to patients with retinal degeneration, it is possible to react in a certain wavelength region of the visible light wavelength region, but it is still possible to sufficiently react in other regions. I can't. No means has been realized for a person having reduced sensitivity to a part of the visible light wavelength range, including a patient with retinal degeneration, to recognize all visible light incident on the visual field.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、以下のような特徴を有している。すなわち本発明の一実施態様の頭部装着型映像提示装置は、可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザのための頭部装着型映像提示装置であって、ユーザの視界方向を撮像して第1の映像情報を取得する撮像部と、前記第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域のための色信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の色を表現する色信号に変換し、当該変換された色信号に基づく第2の映像情報を出力する波長変換部と、前記第2の映像情報に基づいて、波長変換されたユーザの視界方向の映像をユーザに提示する映像提示部と、を備える。 The present invention has been made in view of the above problems and has the following features. That is, in the head-mounted image presenting apparatus according to the embodiment of the present invention, the sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range of the visible light wavelength range. A head-mounted image presenting device for a user who has an imaging unit that captures the user's visual direction to acquire first image information, and at least a part of the wavelength range in the first image information. A wavelength conversion unit that converts at least a part of the color signal for the above into a color signal that expresses colors in the other wavelength range and outputs a second video information based on the converted color signal, and the first. It is provided with an image presenting unit that presents to the user an image in the viewing direction of the user whose wavelength has been converted based on the image information of 2.

本発明の前記波長変換部は、XYZ表色系におけるスペクトル色度座標を含む第1のテーブルと、前記一部の波長域の波長を前記他の波長域に変換するために、前記第1のテーブルにおいて前記一部の波長域の波長に対応づけられた色度座標を前記他の波長域の波長に対応づけ、前記第1のテーブルにおいて前記他の波長域の波長に対応づけられた色度座標の少なくとも一部を前記第1のテーブルにおいて対応づけられた色度座標とは異なる色度座標に対応づけた第2のテーブルと、を含み、前記第1の映像情報に基づいて、XYZ表色系で色を表現するXYZ信号を取得し、前記第1のテーブルに基づいて、前記XYZ信号に対応する波長を特定し、前記第2のテーブルに基づいて、前記特定された波長に対応づけられた変換された波長のためのXYZ信号を取得し、前記変換されたXYZ信号に基づく第2の映像情報を出力するようにしてもよい。 The wavelength conversion unit of the present invention includes a first table including spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system, and the first table for converting wavelengths in a part of the wavelength regions into the other wavelength regions. The chromaticity coordinates associated with the wavelengths of the part of the wavelength range in the table are associated with the wavelengths of the other wavelength range, and the chromaticity associated with the wavelengths of the other wavelength range in the first table. Based on the first video information, the XYZ table includes a second table in which at least a part of the coordinates is associated with a chromaticity coordinate different from the chromaticity coordinate associated in the first table. An XYZ signal that expresses a color in a color system is acquired, a wavelength corresponding to the XYZ signal is specified based on the first table, and a wavelength corresponding to the specified wavelength is associated with the specified wavelength based on the second table. The XYZ signal for the converted XYZ signal may be acquired, and the second video information based on the converted XYZ signal may be output.

また、前記波長変換部は、前記第1の映像情報に基づいてRGB表色系で色を表現するRGB信号を取得し、前記RGB信号に基づいてXYZ信号の刺激和を演算し、前記RGB信号から取得されるR信号値を前記刺激和で除算してr信号値を取得し、前記取得されたr信号値がr信号上限値以上である場合は、前記取得されたr信号値をr信号上限値に変換し、前記変換されたr信号値に前記刺激和を乗算して変換されたR信号値を取得し、前記変換されたR信号値を含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、前記r信号上限値は、XYZ表色系によるスペクトル色度座標をRGB変換して得られる前記他の波長域における最大のr信号値以下の値であるようにしてもよい。 Further, the wavelength conversion unit acquires an RGB signal expressing a color in the RGB color system based on the first video information, calculates the stimulus sum of the XYZ signal based on the RGB signal, and calculates the XYZ signal. The r signal value obtained from is divided by the sum of stimuli to obtain the r signal value, and when the acquired r signal value is equal to or greater than the r signal upper limit value, the acquired r signal value is used as the r signal. Converted to the upper limit value, the converted r signal value is multiplied by the stimulus sum to obtain the converted R signal value, and the second video information based on the RGB signal including the converted R signal value is obtained. The r signal upper limit value may be output and set to a value equal to or less than the maximum r signal value in the other wavelength range obtained by RGB conversion of the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system.

さらに、前記波長変換部は、前記RGB信号から取得されるG信号値を前記刺激和で除算してg信号値を取得し、前記取得されたg信号値がg信号下限値以下である場合は、前記g信号値をg信号下限値に変換し、前記変換されたg信号値に前記刺激和を乗算して変換されたG信号値を取得し、前記変換されたG信号値を更に含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、前記g信号下限値は、XYZ表色系によるスペクトル色度座標をRGB変換して得られる前記他の波長域における両端の波長のためのg信号値のうち大きい方のg信号値以上であるようにしてもよい。 Further, the wavelength conversion unit acquires the g signal value by dividing the G signal value acquired from the RGB signal by the stimulus sum, and when the acquired g signal value is equal to or less than the lower limit value of the g signal. , The g signal value is converted to the g signal lower limit value, the converted g signal value is multiplied by the stimulus sum to obtain the converted G signal value, and RGB including the converted G signal value is further included. The second video information based on the signal is output, and the g signal lower limit is the g signal value for the wavelengths at both ends in the other wavelength range obtained by RGB conversion of the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system. It may be set to be greater than or equal to the larger g signal value.

前記波長変換部は、前記第1の映像情報に基づいてRGB表色系で色を表現するRGB信号を取得し、XYZ表色系によるスペクトル色度座標をRGB変換して得られるRGB表色系によるスペクトル色度座標に基づいて決定されたr信号変換係数を、前記取得されたRGB信号に含まれるR信号値に乗算して変換されたR信号値を取得し、前記変換されたR信号値を含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、前記r信号変換係数は、前記RGB表色系によるスペクトル色度座標におけるr信号値に当該r信号変換係数を乗算したときに得られる値の最大値がr信号上限値を超えないように決定され、前記r信号上限値は、前記RGB表色系によるスペクトル色度座標における他の波長域における最大のr信号値以下の値であるようにしてもよい。 The wavelength conversion unit acquires an RGB signal expressing colors in the RGB color system based on the first video information, and RGB-converts the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system to obtain an RGB color system. The converted R signal value is obtained by multiplying the r signal conversion coefficient determined based on the spectral chromaticity coordinates according to the above by the R signal value included in the acquired RGB signal to obtain the converted R signal value. The second video information based on the RGB signal including RGB is output, and the r signal conversion coefficient is a value obtained when the r signal value in the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system is multiplied by the r signal conversion coefficient. The maximum value of r signal is determined not to exceed the upper limit value of r signal, and the upper limit value of r signal is a value equal to or less than the maximum r signal value in other wavelength regions in the spectral chromaticity coordinates of the RGB color system. It may be.

前記r信号変換係数を、前記取得されたRGB信号に含まれるR信号値に乗算して変換されたR信号値を取得することに代えて、取得されたRGB信号に基づいて演算された刺激和で前記取得されたRGB信号に含まれるR信号値を除算して得られたr信号値に、前記r信号変換係数を乗算して変換されたr信号値を取得し、当該変換されたr信号値に前記刺激和を乗算して、変換されたR信号値を取得することもできる。 Instead of acquiring the converted R signal value by multiplying the r signal conversion coefficient by the R signal value included in the acquired RGB signal, the stimulus sum calculated based on the acquired RGB signal. The r signal value obtained by dividing the R signal value included in the acquired RGB signal is multiplied by the r signal conversion coefficient to obtain the converted r signal value, and the converted r signal is obtained. The converted R signal value can also be obtained by multiplying the value by the sum of stimuli.

前記波長変換部は、前記取得されたRGB信号に基づいてXYZ信号の刺激和を演算し、前記取得されたRGB信号に含まれるG信号値を、前記刺激和で除算してg信号値を取得し、前記g信号値に所定の係数を乗算した後g信号下限値を加算し、前記刺激和を乗算して変換されたG信号値を取得し、前記変換されたG信号値をさらに含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、前記g信号下限値は、前記RGB表色系によるスペクトル色度座標における前記他の波長域における両端の波長のためのg信号値のうち大きい方のg信号値以上であるとしてもよい。 The wavelength conversion unit calculates the stimulus sum of the XYZ signal based on the acquired RGB signal, and divides the G signal value included in the acquired RGB signal by the stimulus sum to acquire the g signal value. Then, after multiplying the g signal value by a predetermined coefficient, the g signal lower limit value is added, and the stimulus sum is multiplied to obtain the converted G signal value, and RGB further including the converted G signal value. The second video information based on the signal is output, and the g signal lower limit value is the larger of the g signal values for the wavelengths at both ends in the other wavelength range in the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system. It may be equal to or more than the g signal value.

前記r信号上限値は波長600nmのためのr信号値としてもよい。 The r signal upper limit value may be an r signal value for a wavelength of 600 nm.

前記他の波長域は450nm〜600nmとしてもよい。 The other wavelength range may be 450 nm to 600 nm.

前記提示部はプロジェクタやディスプレイとすることができる。 The presentation unit can be a projector or a display.

前記撮像部はユーザの左眼に提示するためのユーザの視界方向の左眼用映像及び当該左眼用映像とは異なるユーザの右眼に提示するためのユーザの視界方向の右眼用映像を撮像し、前記第1の映像情報は前記左眼用映像及び右眼用映像のための映像情報を含み、前記第2の映像情報は前記波長変換部によって変換された前記左眼用映像及び右眼用映像のための映像情報を含み、前記映像提示部は前記第2の映像情報に含まれる前記変換された左眼用映像のための映像情報に基づいてユーザの左眼に対して変換された左眼用映像を提示し、前記第2の映像情報に含まれる前記変換された右眼用映像ための映像情報に基づいてユーザの右眼に対して変換された右眼用映像を提示するようにしてもよい。 The imaging unit captures a left eye image in the user's view direction for presentation to the user's left eye and a right eye image in the user's view direction for presentation to the user's right eye, which is different from the left eye image. The first image information captured includes the image information for the left eye and the image for the right eye, and the second image information includes the image for the left eye and the right image converted by the wavelength conversion unit. The image presenting unit is converted with respect to the user's left eye based on the image information for the converted left eye image included in the second image information, including the image information for the eye image. The left eye image is presented, and the converted right eye image is presented to the user's right eye based on the image information for the converted right eye image included in the second image information. You may do so.

前記ユーザは、網膜変性患者であって前記他の波長域内の光を神経節細胞が受容可能となるタンパク質が眼球に投与されたユーザとすることができる。 The user can be a retinal degeneration patient who has been administered to the eye a protein that allows ganglion cells to receive light in the other wavelength range.

また、本発明の一実施態様の波長変換装置は、可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザに前記他の波長域内の色を表現する色信号に基づく映像を提示するための映像信号を出力する波長変換装置であって、ユーザの視界方向を撮像して取得された第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域のための色信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の色を表現する色信号に変換し、前記変換された色信号に基づく第2の映像情報を出力する。 Further, the wavelength conversion device according to the embodiment of the present invention is for a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range of the visible light wavelength range. A wavelength conversion device that outputs a video signal for presenting a video based on a color signal expressing colors in the other wavelength range, and is at least in the first video information acquired by imaging the user's visual direction. At least a part of the color signal for the part of the wavelength range is converted into a color signal expressing the color in the other wavelength range, and the second video information based on the converted color signal is output.

さらに、本発明の一実施形態のプログラムは、可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザに前記他の波長域内の色を表現する色信号に基づく映像を提示するための映像信号を出力するためのプログラムであって、コンピュータに、ユーザの視界方向を撮像して取得された第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域のための色信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の色を表現する色信号に変換する工程と、前記変換された色信号に基づく第2の映像情報を出力させる工程と、を実行させることができる。 Further, the program of one embodiment of the present invention may be applied to a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of another wavelength range of the visible light wavelength range. It is a program for outputting a video signal for presenting a video based on a color signal expressing a color in the wavelength range of the above, and in the first video information acquired by imaging the user's viewing direction on a computer. A step of converting at least a part of a color signal for at least a part of the wavelength range into a color signal expressing a color in the other wavelength range, and a second video information based on the converted color signal. The process of outputting and the process of outputting can be executed.

本発明の実施形態の方法は、可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザに前記他の波長域内の色を表現する色信号に基づく映像を提示するための映像信号を出力するための方法であって、コンピュータが、ユーザの視界方向を撮像して取得された第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域のための色信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の色を表現する色信号に変換する工程と、前記変換された色信号に基づく第2の映像情報を出力する工程と、を実行してもよい。 The method of the embodiment of the present invention is within the other wavelength range for a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range of the visible light wavelength range. It is a method for outputting a video signal for presenting a video based on a color signal expressing the color of the above, and at least the above-mentioned one in the first video information acquired by a computer by imaging the viewing direction of the user. A step of converting at least a part of a color signal for a wavelength range of a part into a color signal expressing a color in the other wavelength range, and a step of outputting a second video information based on the converted color signal. And may be executed.

本発明によれば、可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザであっても、可視光線の全てを認識できるようにすることができる。 According to the present invention, even a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range of the visible light wavelength range is all of the visible light. Can be recognized.

本発明の一実施形態に係る頭部装着型映像提示装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the head-mounted image presenting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る頭部装着型映像提示装置の概略背面側斜視図である。It is a schematic rear side perspective view of the head-mounted image presenting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る頭部装着型映像提示装置の概略背面側斜視図である。It is a schematic rear side perspective view of the head-mounted image presenting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る頭部装着型映像提示装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the head-mounted image presenting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る頭部装着型映像提示装置のハードウェア構成ブロック図である。It is a hardware block diagram of the head-mounted image presenting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る変換前後の波長領域を示す図である。It is a figure which shows the wavelength region before and after conversion which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る情報処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the information processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る情報処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the information processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るXYZ表色系によるスペクトル色度座標のグラフである。It is a graph of the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る情報処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the information processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るRGB表色系によるスペクトル色度座標のグラフである。It is a graph of the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る情報処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the information processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るRGB表色系によるスペクトル色度座標のグラフである。It is a graph of the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る情報処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the information processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るRGB表色系によるスペクトル色度座標のグラフである。It is a graph of the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system which concerns on one Embodiment of this invention.

[第1の実施形態]
本発明の一つの実施形態における頭部装着型映像提示装置100の概略図を図1a〜dに示す。頭部装着型映像提示装置100はユーザの頭部に装着されて使用されるものであり、撮像部101及び映像提示部102を備える。撮像部101はユーザの視界方向を撮像できる位置に配置され、映像提示部102はユーザに映像を提示できる位置に配置される。頭部装着型映像提示装置100は、撮像部101によって撮像されたユーザの視界方向の映像を波長変換部103によって波長変換処理(色変換処理)して、映像提示部102において波長変換された映像をユーザに提示する。波長変換部103は図1においては図示を省略した。
[First Embodiment]
Schematic drawings of the head-mounted image presentation device 100 according to one embodiment of the present invention are shown in FIGS. 1a to 1d. The head-mounted image presenting device 100 is used by being attached to the user's head, and includes an imaging unit 101 and an image presenting unit 102. The imaging unit 101 is arranged at a position where the user's field of view can be imaged, and the image presenting unit 102 is arranged at a position where the image can be presented to the user. The head-mounted image presenting device 100 performs wavelength conversion processing (color conversion processing) on the image in the visual field direction of the user captured by the imaging unit 101 by the wavelength conversion unit 103, and the wavelength-converted image on the image presenting unit 102. To the user. The wavelength conversion unit 103 is not shown in FIG.

図1aは頭部装着型映像提示装置100の一つの構成例の概略斜視図であり、図1b及び図1cはその概略背面側斜視図である。図1dは頭部装着型映像提示装置100のもう一つの構成例の概略斜視図である。図1bは映像提示部102としてプロジェクタを用いた場合の構成例である。本図においては左右の眼の各々のために別々のプロジェクタレンズを備える構成としたが、軽量化、低廉化のために一つのレンズのみを備えて、一方の眼にのみ映像を提示する構成としてもよい。図1cは映像提示部102としてディスプレイを用いた場合の構成例を示す。図1dは映像提示部102としてプロジェクタを用いた場合であり、光源を含むプロジェクタ筐体110、プリズム111及び112を備える。プロジェクタ筐体110から放射された光がプリズム111及び112によってコの字に屈折されてユーザの右眼に向けて放射される。プロジェクタは、例えば網膜投影方式を用いて網膜に直接投影することでユーザに映像を視覚させることができる。 FIG. 1a is a schematic perspective view of one configuration example of the head-mounted image presenting device 100, and FIGS. 1b and 1c are schematic rear perspective views thereof. FIG. 1d is a schematic perspective view of another configuration example of the head-mounted image presenting device 100. FIG. 1b is a configuration example when a projector is used as the image presentation unit 102. In this figure, a separate projector lens is provided for each of the left and right eyes, but for weight reduction and cost reduction, only one lens is provided and the image is presented to only one eye. May be good. FIG. 1c shows a configuration example when a display is used as the image presentation unit 102. FIG. 1d shows a case where a projector is used as the image presenting unit 102, and includes a projector housing 110 including a light source, prisms 111 and 112. The light emitted from the projector housing 110 is refracted in a U shape by the prisms 111 and 112 and emitted toward the user's right eye. The projector can make the user see an image by projecting directly onto the retina using, for example, a retinal projection method.

第1の実施形態における頭部装着型映像提示装置100のハードウェア構成図を図2に示す。頭部装着型映像提示装置100は、前述のように、撮像部101、映像提示部102、波長変換部103を備え、さらに、処理部104、記憶部105及びバス108を備える。波長変換部103は内部記憶部107を備える。記憶部105はプログラム106を格納する。 FIG. 2 shows a hardware configuration diagram of the head-mounted image presentation device 100 according to the first embodiment. As described above, the head-mounted image presenting device 100 includes an imaging unit 101, an image presenting unit 102, a wavelength conversion unit 103, and further includes a processing unit 104, a storage unit 105, and a bus 108. The wavelength conversion unit 103 includes an internal storage unit 107. The storage unit 105 stores the program 106.

頭部装着型映像提示装置100は可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザのための装置である。このユーザは、一部の可視光波長域については感度が低下しているため、その波長域の光を認識しにくいか、全く認識できない。本発明において感度が低下しているとは、感度が全くない場合を含む。一方、その他の波長域の光については、健常者に比べれば感度が低い場合もあるが、前記一部の波長域に比べて感度が高い。頭部装着型映像提示装置100は、比較的感度が低下している波長域の光を波長変換して、比較的感度の高い波長域で認識させるようにする。 The head-mounted image presentation device 100 is a device for a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range of the visible light wavelength range. .. Since the sensitivity of some visible light wavelength regions is reduced, this user has difficulty in recognizing light in that wavelength region or cannot recognize it at all. In the present invention, the reduced sensitivity includes the case where there is no sensitivity at all. On the other hand, with respect to light in other wavelength ranges, the sensitivity may be lower than that of a healthy person, but the sensitivity is higher than that of some of the wavelength ranges. The head-mounted image presenting device 100 performs wavelength conversion of light in a wavelength region in which the sensitivity is relatively low so that the light can be recognized in the wavelength region having a relatively high sensitivity.

本発明が対象とするユーザの可視光波長に対する感度が低下した理由はどのようなものであってもかまわない。その原因の一例として、網膜色素変性症、加齢黄斑変性症、網膜剥離等の網膜変性の疾患が挙げられる。本実施形態の対象ユーザは、網膜変性患者であるが、改変ボルボックス由来の光受容チャネルロドプシンタンパク質を投与することにより、可視光波長域のうちの450〜600nmの波長域内の色については感度が向上し認識可能となった一方、380〜450nm及び600〜750nmの波長域内の色については依然として感度が非常に低く認識できない患者とする。 It does not matter what the reason why the sensitivity of the target user of the present invention to the visible light wavelength is lowered. Examples of the causes include retinitis pigmentosa, age-related macular degeneration, retinal detachment and other retinal degeneration diseases. The target user of the present embodiment is a patient with retinal degeneration, but by administering a photoreceptive channel rhodopsin protein derived from a modified volbox, the sensitivity is improved for colors in the wavelength range of 450 to 600 nm in the visible light wavelength range. However, the color in the wavelength range of 380 to 450 nm and 600 to 750 nm is still very insensitive and cannot be recognized.

撮像部101は、ユーザの視界方向を撮像して第1の映像情報を取得する。波長変換部103は、撮像部101によって取得された第1の映像情報における少なくとも感度が低下している一部の波長域のための色信号の少なくとも一部を、可視光波長域のうちの比較的感度の高い他の可視光波長域内の色で表現する色信号に変換し、当該変換された色信号に基づく第2の映像情報を出力する。映像提示部102は、波長変換部103によって出力された第2の映像情報に基づいて、波長変換されたユーザの視界方向の映像をユーザに提示する。映像提示部102は、映像を提示するプロジェクタでもよいし、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイやプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置であってもよい。 The imaging unit 101 captures the user's visual field direction to acquire the first video information. The wavelength conversion unit 103 compares at least a part of the color signal for a part of the wavelength range in which the sensitivity of the first video information acquired by the imaging unit 101 is reduced in the visible light wavelength range. It is converted into a color signal expressed by a color in another visible light wavelength range having high target sensitivity, and the second video information based on the converted color signal is output. The image presentation unit 102 presents the wavelength-converted image in the user's field of view to the user based on the second image information output by the wavelength conversion unit 103. The image presentation unit 102 may be a projector that presents an image, or may be a display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, or a plasma display.

ユーザの可視光線に対する感度が比較的良好な波長域(可視光波長域のうちの他の波長域)であってもディスプレイのような映像提示装置が放射する光量では十分に可視光を認識できないユーザもいる。このようなユーザのためには、映像提示部102としてプロジェクタを用いることが望ましい。プロジェクタによって強度の強い可視光線をユーザの眼に直接入射させることで、ユーザに映像を認識させることができる。本実施形態において映像提示部102として二つのレンズを備えるプロジェクタを用いた場合、両レンズから第2の映像情報に基づいて同じ映像を提示するための光が放射される。また、二つのレンズを備えるプロジェクタを用いる場合には、各眼のために異なる別々の波長変換を行った映像を提示することが好ましい。各眼毎に各波長に対する感度が異なる場合に、各眼に適した波長変換を行うことができる。 A user who cannot sufficiently recognize visible light with the amount of light emitted by an image presenting device such as a display even in a wavelength range in which the user's sensitivity to visible light is relatively good (the other wavelength range of the visible light wavelength range). There is also. For such users, it is desirable to use a projector as the image presentation unit 102. By directing high-intensity visible light directly into the user's eyes with a projector, the user can recognize the image. When a projector provided with two lenses is used as the image presentation unit 102 in the present embodiment, light for presenting the same image is emitted from both lenses based on the second image information. Further, when a projector including two lenses is used, it is preferable to present images with different wavelength conversions for each eye. When the sensitivity to each wavelength is different for each eye, wavelength conversion suitable for each eye can be performed.

処理部104は、記憶部105に格納されたプログラム106に含まれる命令に基づいて、撮像部101、映像提示部102、波長変換部103を制御して、情報処理を実行する。記憶部105はハードディスク、メインメモリ、及びバッファメモリを含む。記憶部105にはプログラム106が記憶される。ただし記憶部105は、情報を格納できるものであればいかなる不揮発性ストレージ又は不揮発性メモリであってもよく、着脱可能なものであっても構わない。記憶部105には、プログラム106や当該プログラムの実行に伴って参照されうる各種のデータが記憶される。波長変換部103は波長変換のために必要な情報を内部記憶部107に格納してもよいし、記憶部105に格納してもよいし、併用してもよい。内部記憶部107は記憶部105と同様にハードディスク、メインメモリ、及びバッファメモリを含む。波長変換部103は集積回路によって実現されてもよいし、記憶部105に格納されたプログラム106を処理部104が実行することによって、波長変換部としての機能を実現してもよい。バス108は眼鏡型映像提示装置100に含まれる各ハードウェア要素間を接続する。 The processing unit 104 controls the imaging unit 101, the image presentation unit 102, and the wavelength conversion unit 103 based on the instructions included in the program 106 stored in the storage unit 105 to execute information processing. The storage unit 105 includes a hard disk, a main memory, and a buffer memory. The program 106 is stored in the storage unit 105. However, the storage unit 105 may be any non-volatile storage or non-volatile memory as long as it can store information, and may be removable. The storage unit 105 stores the program 106 and various data that can be referred to when the program is executed. The wavelength conversion unit 103 may store information necessary for wavelength conversion in the internal storage unit 107, may be stored in the storage unit 105, or may be used in combination. The internal storage unit 107 includes a hard disk, a main memory, and a buffer memory like the storage unit 105. The wavelength conversion unit 103 may be realized by an integrated circuit, or the function as a wavelength conversion unit may be realized by the processing unit 104 executing the program 106 stored in the storage unit 105. The bus 108 connects between the hardware elements included in the spectacle-type image presenting device 100.

本実施形態においては、図3に示すとおり、380〜750nmの可視光波長域の光を450〜600nmの波長域の光に波長変換する。すなわち、可視光波長域380〜750nmの波長域内の可視光線を、本実施形態が対象とするユーザが認識可能な450〜600nmの波長域内の波長に変換して提示し、450nm以下及び600nm以上の波長は出力、提示されないようにする。このため、本来認識できない波長の可視光線がユーザの視界に含まれていたとしても、実際の波長とは異なる波長によってではあるがその可視光線の存在も含んだ視界の映像を認識させることが可能となる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, light in the visible light wavelength range of 380 to 750 nm is wavelength-converted to light in the wavelength range of 450 to 600 nm. That is, visible light in the visible light wavelength range of 380 to 750 nm is converted into a wavelength in the wavelength range of 450 to 600 nm that can be recognized by the user targeted by the present embodiment and presented, and is presented at 450 nm or less and 600 nm or more. Wavelength should not be output or presented. Therefore, even if visible light having a wavelength that cannot be recognized originally is included in the user's field of view, it is possible to recognize an image of the field of view including the presence of the visible light, although the wavelength is different from the actual wavelength. It becomes.

本実施形態における頭部装着型映像提示装置100の動作について図4に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ401において、撮像部101がユーザの視界方向の撮像を開始して第1の映像情報を取得する。撮像部101は撮像を中止しない限り撮像を継続し、第1の映像情報を波長変換部103に継続的に出力する。ステップ402において、波長変換部103が、撮像部101から出力された第1の映像情報を取得し、380nm以下及び750nm以上の波長光のための色信号のうちの少なくとも一部を、450〜600nmの波長光のための色で表現する色信号に変換し、当該変換された色信号に基づく第2の映像情報を出力する。波長変換は、可視光波長全体に行ってもよいし、ユーザが認識できない波長域450nm以下及び600nm以上の波長を含んでいればどのような波長域に対して行ってもよい。ステップ403において、映像提示部102が、波長変換部103によって出力された第2の映像情報に基づいて、波長変換されたユーザの視界方向の映像をユーザに提示する。映像の提示は例えば映像提示部102がプロジェクタである場合には、当該プロジェクタから映像情報に基づいた光を放射することにより行われる。その後、ステップ402に戻り、波長変換部103は、撮像部101が順次出力する第1の映像情報に対して波長変換を実行して第2の映像情報を出力し、ステップ403において映像提示部102がこれに基づいて映像を提示する処理を繰り返す。 The operation of the head-mounted image presenting device 100 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step 401, the imaging unit 101 starts imaging in the user's field of view direction to acquire the first video information. The imaging unit 101 continues imaging unless the imaging is stopped, and continuously outputs the first video information to the wavelength conversion unit 103. In step 402, the wavelength conversion unit 103 acquires the first video information output from the imaging unit 101, and at least a part of the color signal for the wavelength light of 380 nm or less and 750 nm or more is 450 to 600 nm. It is converted into a color signal expressed by the color for the wavelength light of, and the second video information based on the converted color signal is output. The wavelength conversion may be performed on the entire visible light wavelength, or may be performed on any wavelength range as long as it includes wavelengths of 450 nm or less and 600 nm or more that cannot be recognized by the user. In step 403, the image presenting unit 102 presents the wavelength-converted image in the visual field direction of the user to the user based on the second image information output by the wavelength conversion unit 103. When the image presenting unit 102 is a projector, for example, the image is presented by emitting light based on the image information from the projector. After that, returning to step 402, the wavelength conversion unit 103 executes wavelength conversion on the first video information sequentially output by the imaging unit 101 to output the second video information, and in step 403, the video presentation unit 102 Repeats the process of presenting the image based on this.

本実施形態の上述の処理を実行することにより、図3に示すように、可視光波長域380〜750nmの波長域内の可視光線を、本実施形態が対象とするユーザが認識可能である450〜600nmの波長域内の波長に変換して表示し、本来認識できない波長の可視光線の存在も含んだ視界の映像をユーザに認識させることが可能となる。ユーザが認識可能な波長域が他の波長域であっても同様の方法により、本発明の実施が可能であることは明らかである。 By executing the above-mentioned processing of the present embodiment, as shown in FIG. 3, visible light in the wavelength range of 380 to 750 nm in the visible light wavelength range can be recognized by the user targeted by the present embodiment 450 to. It is possible to convert the wavelength into a wavelength within the wavelength range of 600 nm and display it, so that the user can recognize an image of the field of view including the presence of visible light having a wavelength that cannot be originally recognized. It is clear that the present invention can be carried out by the same method even if the wavelength range recognizable by the user is another wavelength range.

[第2の実施形態]
本実施形態は、波長変換処理としてXYZ変換を用いる点で第1の実施形態と異なる。その他の点については、第1の実施形態と同様である。以下、第1の実施形態と異なる波長変換処理を中心に説明する。
[Second Embodiment]
This embodiment differs from the first embodiment in that XYZ conversion is used as the wavelength conversion process. Other points are the same as those in the first embodiment. Hereinafter, the wavelength conversion process different from that of the first embodiment will be mainly described.

本実施形態において波長変換部103は、XYZ表色系におけるスペクトル色度座標を含む第1のテーブルと、ユーザの感度が可視光域内の他の波長域に比較して低下している一部の可視光波長域の波長を他の波長域内の波長に変換するために、前記第1のテーブルにおいて前記一部の可視光波長域の波長に対応づけられた色度座標を前記他の波長域内の波長に対応づけ、前記第1のテーブルにおいて前記他の波長域の波長に対応づけられた色度座標の少なくとも一部を前記第1のテーブルにおいて対応づけられた色度座標とは異なる色度座標に対応づけた第2のテーブルと、を含む。本実施形態においてこれらのテーブルは波長変換部103に備えられた内部記憶部107に格納されるが、記憶部105に格納されてもよい。波長変換部103は、第1の映像情報に基づいて、XYZ表色系で色を表現するXYZ信号を取得し、前記第1のテーブルに基づいて、前記XYZ信号に対応する波長を特定し、前記第2のテーブルに基づいて、前記特定された波長に対応づけられた変換された波長のためのXYZ信号を取得し、前記変換されたXYZ信号に基づく第2の映像情報を出力する。 In the present embodiment, the wavelength conversion unit 103 includes a first table including spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system, and a part in which the user's sensitivity is lower than that of other wavelength regions in the visible light region. In order to convert a wavelength in the visible light wavelength range into a wavelength in another wavelength range, the chromaticity coordinates associated with the wavelength in the visible light wavelength range in the first table are set in the other wavelength range. At least a part of the chromaticity coordinates associated with wavelengths and associated with wavelengths in the other wavelength range in the first table is different from the chromaticity coordinates associated with in the first table. Includes a second table associated with. In the present embodiment, these tables are stored in the internal storage unit 107 provided in the wavelength conversion unit 103, but may be stored in the storage unit 105. The wavelength conversion unit 103 acquires an XYZ signal that expresses a color in the XYZ color system based on the first video information, and identifies the wavelength corresponding to the XYZ signal based on the first table. Based on the second table, the XYZ signal for the converted wavelength associated with the specified wavelength is acquired, and the second video information based on the converted XYZ signal is output.

図5に、波長変換処理(ステップ402)として、本実施形態におけるXYZ変換を用いる処理を示す。ステップ501において、撮像部101が取得した第1の映像情報から1フレームを取り出す。撮像部101によって取得された第1の映像情報は複数のフレームを含む動画データであり、例えば、30fps(Frames per Second)の動画データであれば、1秒間に30フレーム撮像される。本実施形態においては、波長変換部103が第1の映像情報から1フレームを読み出し、波長変換処理を実行し、映像提示部102が映像を提示する、という処理をフレーム毎に繰り返し実行する。 FIG. 5 shows a process using the XYZ conversion in the present embodiment as the wavelength conversion process (step 402). In step 501, one frame is taken out from the first video information acquired by the imaging unit 101. The first video information acquired by the imaging unit 101 is moving image data including a plurality of frames. For example, if the moving image data is 30 fps (Frames per Second), 30 frames are imaged per second. In the present embodiment, the wavelength conversion unit 103 reads one frame from the first video information, executes the wavelength conversion process, and the video presentation unit 102 repeatedly executes the process of presenting the video frame by frame.

ステップ501において取り出した1フレームの映像情報における色信号として各画素のRGB信号を、ステップ502において取得する。撮像部101から取得された映像情報のRGB信号がガンマ補正を含むsRGB信号である場合には、逆ガンマ補正を行うことによりRGB信号を取得する。RGB信号を取得する他の実施形態においても同様に必要に応じて逆ガンマ補正を行う。入力されるRGB信号値が所定値以上となると適切な波長変換処理を行うことができない場合があるため、キャリブレーション若しくは、参照信号を基にした自動利得制御(AGC)によりRGB信号が所定の範囲内の大きさとなるような制御を行ってもよい。AGCは波長変換の前の適切なタイミングで参照信号を基に実行される。そして、ステップ503において、このRGB信号をXYZ信号に変換(XYZ変換)する。RGB信号をXYZ信号へ変換する種々の変換式が知られているが、本実施形態においては、CIE RGB方式による式(1)を用いる。ここでiは画素番号を示し、0〜最大画素番号i_max(画素数−1)までの値を取りうる。このXYZ変換をすべての画素(i=0〜i_max)に対して行う。さらにステップ504において、各画素の三刺激値XYZの刺激和S[i]を式(2)の演算により取得し、内部記憶部107に格納する。 The RGB signal of each pixel is acquired as the color signal in the video information of one frame extracted in step 501 in step 502. When the RGB signal of the video information acquired from the imaging unit 101 is an sRGB signal including gamma correction, the RGB signal is acquired by performing reverse gamma correction. Similarly, in other embodiments for acquiring RGB signals, reverse gamma correction is performed as necessary. If the input RGB signal value exceeds a predetermined value, appropriate wavelength conversion processing may not be performed. Therefore, the RGB signal is within a predetermined range by calibration or automatic gain control (AGC) based on the reference signal. Control may be performed so as to have an internal size. The AGC is executed based on the reference signal at an appropriate timing before the wavelength conversion. Then, in step 503, this RGB signal is converted into an XYZ signal (XYZ conversion). Various conversion formulas for converting an RGB signal into an XYZ signal are known, but in the present embodiment, the formula (1) by the CIE RGB method is used. Here, i indicates a pixel number, and can take a value from 0 to the maximum pixel number i_max (number of pixels-1). This XYZ conversion is performed on all pixels (i = 0 to i_max). Further, in step 504, the stimulus sum S [i] of the tristimulus value XYZ of each pixel is acquired by the calculation of the equation (2) and stored in the internal storage unit 107.

そして、ステップ505において、式(3)に示すとおり取得されたXYZ値を刺激和S[i]で除算して、すべての画素のための正規化されたxyz値を取得する。 Then, in step 505, the XYZ values obtained as shown in the equation (3) are divided by the stimulus sum S [i] to obtain the normalized xyz values for all the pixels.

ステップ506において、この正規化されたxyz値及びXYZ表色系におけるスペクトル色度座標に基づいて、各画素の波長を特定する。スペクトル色度座標は、正規化されたxyz値と波長との対応関係が示されているものであればどのようなものであってもかまわない。本実施形態においては、表1及び図6(a)に示すCIEによって策定されたXYZ表色系におけるスペクトル色度座標を用いる。このXYZ表色系におけるスペクトル色度座標そのものは当業者によく知られたものであるから、表1においては説明のために必要な波長域についてのみ示し、その他の領域については簡略化のため省略する。また、本実施形態においては、380〜700nmまでのスペクトル色度座標を用いるが、より広い範囲やより狭い範囲を含むスペクトル色度座標の表、例えば、380〜750nmまでのスペクトル色度座標を用いた場合であっても同様の方法により本発明の実現が可能であることは明らかである。 In step 506, the wavelength of each pixel is specified based on the normalized xyz value and the spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system. The spectral chromaticity coordinates may be any as long as the correspondence between the normalized xyz value and the wavelength is shown. In this embodiment, the spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system formulated by the CIE shown in Table 1 and FIG. 6 (a) are used. Since the spectral chromaticity coordinates themselves in this XYZ color system are well known to those skilled in the art, Table 1 shows only the wavelength range necessary for explanation, and the other areas are omitted for simplification. To do. Further, in the present embodiment, spectral chromaticity coordinates from 380 to 700 nm are used, but a table of spectral chromaticity coordinates including a wider range or a narrower range, for example, spectral chromaticity coordinates from 380 to 750 nm is used. It is clear that the present invention can be realized by the same method even if there is.

ステップ505で取得された各画素のxyz値と表1のxyz値とを比較し、対応する波長λを特定する。例えば、まずx値を基準として比較して一致又はいくつかの近いx値を持つ波長を候補として特定し、その後、y値、z値を基準として順次比較を実行し、一致又は最も近いxyz値を有する波長をその画素のための波長として特定する。 The xyz value of each pixel acquired in step 505 is compared with the xyz value in Table 1, and the corresponding wavelength λ is specified. For example, first, the x value is used as a reference to identify a wavelength that matches or has some close x values as candidates, and then the y value and the z value are used as a reference to sequentially perform a comparison to match or the closest xyz value. The wavelength having is specified as the wavelength for the pixel.

取得された画素iのためのxyz値がx[i]=0.17332、y[i]=0.00482、z[i]=0.82188であったとき(これをxyz[i]=(0.17332, 0.00482, 0.82188)と表現する)であった場合は、まずx値を基準として候補となる波長λを選択する。表1においてx=0.17332を持つ波長λはないから、最も近いx値(0.17344)を持つ波長λ=400nmと2番目に近いx値(0.17329)を持つ波長λ=401nmと3番目に近いx値(0.17338)を持つ波長λ=399nmを候補として選択する。次に、候補波長λ=399nm、400nm及び401nmのうち、y[i]=0.00482に最も近いy値(0.00481)を持つ波長λ=399nmと次に近いy値(0.00480)を持つ波長λ=400nmを候補として絞り込む。さらに、波長λ=399nm及び400nmのうちz[i]=0.82188により近いz値(0.82186)を持つ波長λ=400nmをこの画素iの波長として特定する。その他、取得された画素iのためのxyz値と表1におけるxyz値との間の相関を様々な方法で算出して相関が最も大きい波長を選択して波長λを特定できることは当業者には明らかである。 When the xyz value for the acquired pixel i is x [i] = 0.173332, y [i] = 0.00482, z [i] = 0.82188 (this is xyz [i] = ( In the case of (expressed as 0.17332, 0.00482, 0.82188)), first, the candidate wavelength λ is selected based on the x value. Since there is no wavelength λ having x = 0.17332 in Table 1, the wavelength λ = 400 nm having the closest x value (0.17344) and the wavelength λ = 401 nm having the second closest x value (0.17329). The wavelength λ = 399 nm having the third closest x value (0.173338) is selected as a candidate. Next, among the candidate wavelengths λ = 399 nm, 400 nm and 401 nm, the wavelength λ = 399 nm having the closest y value (0.00481) to y [i] = 0.00482 and the next closest y value (0.00480). The wavelength λ = 400 nm with is narrowed down as a candidate. Further, among the wavelengths λ = 399 nm and 400 nm, the wavelength λ = 400 nm having a z value (0.82186) closer to z [i] = 0.82188 is specified as the wavelength of the pixel i. In addition, those skilled in the art can identify the wavelength λ by calculating the correlation between the xyz value for the acquired pixel i and the xyz value in Table 1 by various methods and selecting the wavelength having the largest correlation. it is obvious.

この波長特定処理をすべての画素について行い、画素毎の波長λ[i]を特定する。なお、本実施形態においては、波長380〜700nmの範囲のスペクトル色度座標を用いているが、この範囲外の波長が入力された場合には、上述の方法により、スペクトル色度座標を用いて波長380〜700nmの範囲内の波長が特定される。 This wavelength specifying process is performed for all pixels, and the wavelength λ [i] for each pixel is specified. In this embodiment, the spectral chromaticity coordinates in the wavelength range of 380 to 700 nm are used, but when a wavelength outside this range is input, the spectral chromaticity coordinates are used by the above method. Wavelengths in the range of 380-700 nm are specified.

次に、ステップ507において波長変換を行う。波長変換は、ユーザの感度が低下して認識できない可視光波長域の波長をユーザが認識可能な可視光波長域の波長に変換する。本実施形態においては、ユーザが認識可能な波長域もユーザが認識可能な波長域内の他の波長に変換するが、ユーザの感度が低下している可視光波長域のみを波長変換してもよい。本実施形態において波長変換は以下の波長変換テーブルを用いて行う。 Next, wavelength conversion is performed in step 507. The wavelength conversion converts a wavelength in the visible light wavelength range that cannot be recognized due to a decrease in the user's sensitivity into a wavelength in the visible light wavelength range that can be recognized by the user. In the present embodiment, the wavelength range recognizable by the user is also converted to another wavelength within the wavelength range recognizable by the user, but only the visible light wavelength range in which the sensitivity of the user is reduced may be converted. .. In this embodiment, wavelength conversion is performed using the following wavelength conversion table.

表2の波長変換テーブルにおいて、「変換前波長λ(nm)」は波長変換前の波長、「変換後波長λ(nm)」は変換後(変換先)の波長を示す。「x(λ)」、「y(λ)」、「z(λ)」は変換後の波長λを表現するためのx(λ)、y(λ)、z(λ)値を示す。すなわち、この波長変換表は、変換前波長λ(nm)に対して、変換後波長λ(nm)及び変換後波長λ(nm)のためのxyz値を割り当てる。例えば、変換前波長λ(nm)=380nmに対して、変換後波長λ(nm)として450nmを割り当て、変換後波長450nmを表現するためのxyz値(0.15664, 0.01771, 0.82565)を割り当てる。この変換後波長λ(nm)を表現するためのxyz値は表1に示したXYZ表色系におけるスペクトル色度座標のテーブルから取得される。変換後波長λ(nm)は発明の理解のために記載したが、実際の情報処理においては含まれなくともよい。 In the wavelength conversion table of Table 2, "pre-conversion wavelength λ (nm)" indicates the wavelength before wavelength conversion, and "post-conversion wavelength λ (nm)" indicates the wavelength after conversion (conversion destination). “X (λ)”, “y (λ)”, and “z (λ)” indicate x (λ), y (λ), and z (λ) values for expressing the wavelength λ after conversion. That is, this wavelength conversion table assigns xyz values for the converted wavelength λ (nm) and the converted wavelength λ (nm) to the pre-conversion wavelength λ (nm). For example, for the wavelength λ (nm) before conversion = 380 nm, 450 nm is assigned as the wavelength λ (nm) after conversion, and the xyz value (0.15664, 0.01771, 0.82565) for expressing the wavelength after conversion 450 nm is assigned. ) Is assigned. The xyz value for expressing the converted wavelength λ (nm) is obtained from the table of spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system shown in Table 1. The converted wavelength λ (nm) has been described for the sake of understanding the invention, but may not be included in actual information processing.

この波長変換表を作成するにあたり、式(4)を用いて、可視光波長域380〜700nmの波長に対する450〜600nmの変換後波長を直線近似或いは1次近似計算により求める。 In preparing this wavelength conversion table, the converted wavelength of 450 to 600 nm with respect to the wavelength of the visible light wavelength range of 380 to 700 nm is obtained by linear approximation or first-order approximation calculation using the equation (4).

表1に示したXYZ表色系におけるスペクトル色度座標は1nm毎にxyz値を示すだけであるから、式(4)で算出された小数点を含む変換後波長を適宜、四捨五入、切り捨て、切り上げ等行って、整数値の変換後波長に割り当てる。また、XYZ表色系におけるスペクトル色度座標には450〜600nmのxyz値が1nm毎に示されているから151個の波長に対するxyz値が示されているのに対して、可視光波長域380〜700nmに1nm毎にxyzを割り当てると321個のxyz値が必要となる。したがって、スペクトル色度座標に示されたxyz値の数が不足する。そこで、本実施形態においては、前述の方法により変換前波長380nmから1ないし2nm毎にXYZ表色系におけるスペクトル色度座標のテーブルに示された波長450nmから1nm毎のxyz値を割り当て、割り当てされなかった変換前波長については、「変換後波長λ(nm)」は空欄として、その前後の波長に割り当てられたxyz値に基づいて線形補間を行った。この補間方式はn次近似(n=1以上)に限定されず、他の方式を用いてもよい。 Since the spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system shown in Table 1 only indicate the xyz value for each 1 nm, the converted wavelength including the decimal point calculated by the equation (4) is appropriately rounded, rounded down, rounded up, etc. And assign it to the converted wavelength of the integer value. Further, since the spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system show xyz values of 450 to 600 nm for each 1 nm, xyz values for 151 wavelengths are shown, whereas visible light wavelength range 380. If xyz is assigned to ~ 700 nm every 1 nm, 321 xyz values are required. Therefore, the number of xyz values shown in the spectral chromaticity coordinates is insufficient. Therefore, in the present embodiment, the xyz value for each wavelength 450 nm to 1 nm shown in the table of spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system is assigned and assigned every 1 to 2 nm from the wavelength before conversion of 380 nm by the above-mentioned method. For the wavelengths before conversion that did not exist, the "wavelength after conversion λ (nm)" was left blank, and linear interpolation was performed based on the xyz values assigned to the wavelengths before and after the wavelength. This interpolation method is not limited to the nth-order approximation (n = 1 or more), and other methods may be used.

例えば、変換前波長380nmに対して変換後波長450nmのためのxyz値(0.15664, 0.01771, 0.82565)を割り当て、変換前波長382nmに対して変換後波長451nmのためのxyz値(0.15560, 0.01861, 0.82579)を割り当て、その間の変換前波長λ381nmについては変換後波長450nmと451nmのためのxyz値の間の値(平均値)であるxyz値(0.15612, 0.01816, 0.82572)を割り当てる。 For example, an xyz value (0.15664, 0.01771, 0.82565) for a post-conversion wavelength 450 nm is assigned to a pre-conversion wavelength 380 nm, and an xyz value for a post-conversion wavelength 451 nm is assigned to a pre-conversion wavelength 382 nm. (0.15560, 0.01861, 0.82579) is assigned, and the pre-conversion wavelength λ381 nm in the meantime is the xyz value (mean value) between the xyz values for the post-conversion wavelengths 450 nm and 451 nm (0. 15612, 0.01816, 0.82572) is assigned.

本実施形態においては、この波長変換表を用いて、ステップ507において特定された波長を変換する。例えば、ステップ506において特定された波長λ[i]が399nmである場合、まず、変換前波長λ(nm)=399nmの行を検索する。そして、検索によって特定された行の変換後波長λは459nmであり、そのためのxyz値として割り当てられた(0.14547, 0.02812, 0.82641)を出力する。すなわち、波長399nmを表現するxyz値を持つ画素iのためのxyz[i]として波長459nmを表現する(0.14472,0.02891,0.82638)を出力するから、この画素[i]の波長が399nmから459nmに変換される。 In this embodiment, the wavelength conversion table is used to convert the wavelength specified in step 507. For example, when the wavelength λ [i] specified in step 506 is 399 nm, first, a row having a wavelength λ (nm) before conversion = 399 nm is searched. Then, the converted wavelength λ of the row identified by the search is 459 nm, and the output (0.14547, 0.02812, 0.82641) assigned as the xyz value for that purpose is output. That is, since the output (0.14472, 0.02891, 0.82638) representing the wavelength 459 nm is output as xyz [i] for the pixel i having the xyz value representing the wavelength 399 nm, the pixel [i] The wavelength is converted from 399 nm to 459 nm.

ステップ508において、変換されたすべての画素のxyz[i]に対してその画素iのための刺激和S[i]を内部記憶部107より読み出して式(5)に示すとおり乗算し、波長変換後のXYZ値を取得する。そして、ステップ509において、この変換後XYZ値を式(6)に基づいてRGB変換し、ステップ510において変換後のRGB信号を映像提示部102に出力する。 In step 508, the stimulus sum S [i] for the pixel i is read from the internal storage unit 107 and multiplied by the xyz [i] of all the converted pixels as shown in the equation (5) to perform wavelength conversion. Acquire the later XYZ value. Then, in step 509, the converted XYZ value is RGB-converted based on the equation (6), and in step 510, the converted RGB signal is output to the video presentation unit 102.

その後、ステップ403において、映像提示部102がステップ507において波長変換部103から出力されたRGB信号に基づいてユーザに対して映像の提示を行う。必要に応じてガンマ補正を行ってもよい。RGB信号を出力する他の実施形態においても同様に必要に応じてガンマ補正を行う。 After that, in step 403, the image presenting unit 102 presents the image to the user based on the RGB signal output from the wavelength conversion unit 103 in step 507. Gamma correction may be performed if necessary. Similarly, in other embodiments that output RGB signals, gamma correction is performed as necessary.

上述の処理により1つのフレームの映像を提示したのち、ステップ402へ戻って、次のフレームについての本実施形態の前述の波長変換(ステップ402)及び映像提示(ステップ403)を行う。本実施形態においては、1フレーム毎に波長変換(ステップ402)及び映像提示(ステップ403)を行ったが、複数フレームをまとめて波長変換を行ったのち、映像提示を行ってもよい。 After presenting the image of one frame by the above-mentioned processing, the process returns to step 402 to perform the wavelength conversion (step 402) and the image presentation (step 403) of the present embodiment for the next frame. In the present embodiment, the wavelength conversion (step 402) and the image presentation (step 403) are performed for each frame, but the image may be presented after the wavelength conversion is performed for a plurality of frames at once.

本実施形態においては、可視光波長域全体の380〜700nm内の波長がユーザの認識可能な波長域450〜600nmに変換される。変換前後のXYZ表色系によるスペクトル色度座標をグラフで表したものを図6に示す。図6(a)は変換前、図6(b)は変換後のグラフを示す。変換前(図6(a))においては、各波長に対してその波長を表現するための本来のxyz値が割り当てられているが、変換後(図6(b))は各波長に対して、その波長を表現するための本来のxyz値ではなく450〜600nmのためのxyz値が380〜700nmにわたってほぼ均等に割り当てられている。したがって、図6(a)の450〜600nmのグラフの形状が左右に引き延ばされた形で図6(b)の380〜700nmに割り当てられていることが理解される。変換後においては、波長380nmに対して波長450nmを表現するためのxyz値が割り当てられているから、380nmの入力があった画素においては450nmのxyz値に基づいた出力が映像提示部102によってなされ、波長450nmの光がユーザによって観察されることとなる。 In this embodiment, wavelengths within the entire visible light wavelength range of 380 to 700 nm are converted into a user-recognizable wavelength range of 450 to 600 nm. FIG. 6 shows a graph showing the spectral chromaticity coordinates of the XYZ color system before and after the conversion. FIG. 6A shows a graph before conversion, and FIG. 6B shows a graph after conversion. Before conversion (FIG. 6 (a)), the original xyz value for expressing that wavelength is assigned to each wavelength, but after conversion (FIG. 6 (b)), each wavelength is assigned. , The xyz value for 450 to 600 nm is assigned almost evenly over 380 to 700 nm instead of the original xyz value for expressing the wavelength. Therefore, it is understood that the shape of the graph of 450 to 600 nm in FIG. 6 (a) is assigned to 380 to 700 nm in FIG. 6 (b) in a form stretched to the left and right. After the conversion, an xyz value for expressing the wavelength of 450 nm is assigned to the wavelength of 380 nm, so that the image presenting unit 102 outputs an output based on the xyz value of 450 nm in the pixel having the input of 380 nm. , Light with a wavelength of 450 nm will be observed by the user.

したがって、本実施形態を用いることにより、ユーザは、感度が低下して本来認識できない波長域の可視光線があった場合であっても比較的感度が良好で認識可能な波長に変換された可視光線として観察できるようになる。さらに、変換前波長が認識可能な波長域にほぼ線形に割り当てられているから、隣接する部分間の色の関係等の表現が実際の色表現に近い表現でユーザに認識させることを可能とする。 Therefore, by using this embodiment, the user can see the visible light converted into a wavelength that can be recognized with relatively good sensitivity even when the sensitivity is lowered and there is visible light in a wavelength range that cannot be recognized originally. You will be able to observe as. Furthermore, since the wavelength before conversion is almost linearly assigned to the recognizable wavelength range, it is possible for the user to recognize the expression such as the color relationship between adjacent parts with an expression close to the actual color expression. ..

本実施形態においては、可視光波長域380〜700nm内の波長を波長域450〜600nmに変換するという一つの連続した波長域から一つの連続した波長域への変換を行う例を示したが、一つの連続的な波長域から二つ以上の分離した波長域への変換や、二つ以上の分離した波長域から他の二つ以上の分離した波長域へ変換することも同様の方法により可能であることは明らかである。 In the present embodiment, an example of converting a wavelength within the visible light wavelength range of 380 to 700 nm into a wavelength range of 450 to 600 nm from one continuous wavelength range to one continuous wavelength range has been shown. It is also possible to convert from one continuous wavelength range to two or more separated wavelength ranges, or from two or more separated wavelength ranges to another two or more separated wavelength ranges by the same method. It is clear that

[第3の実施形態]
本実施形態は、波長変換処理が第1及び第2の実施形態と異なる。その他の点については、第1及び第2の実施形態と同様である。以下、第1及び第2の実施形態と異なる波長変換処理を中心に説明する。
[Third Embodiment]
In this embodiment, the wavelength conversion process is different from that of the first and second embodiments. Other points are the same as those of the first and second embodiments. Hereinafter, the wavelength conversion processing different from that of the first and second embodiments will be mainly described.

本実施形態においては、波長変換ステップ402においてXYZ変換を行わず、RGB信号において波長変換を行う。以下、本実施形態における波長変換ステップ402を図7に示したフローチャートに基づいて説明する。第2の実施形態と同様に、ステップ701において、波長変換部103が、撮像部101から取得された第1の映像情報から1フレームを読み出し、ステップ702において、このフレームにおける各画素のRGB信号を取得する。次に、ステップ703において、式(1)から導出される式(7)を用いて、RGB信号に基づいて各画素の刺激和S[i]を算出して、内部記憶部107に格納する。刺激和[i]は近似式等によって算出されるものであってもかまわない。 In the present embodiment, the wavelength conversion step 402 does not perform the XYZ conversion, but performs the wavelength conversion in the RGB signal. Hereinafter, the wavelength conversion step 402 in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Similar to the second embodiment, in step 701, the wavelength conversion unit 103 reads one frame from the first video information acquired from the imaging unit 101, and in step 702, the RGB signal of each pixel in this frame is output. get. Next, in step 703, the stimulus sum S [i] of each pixel is calculated based on the RGB signal using the equation (7) derived from the equation (1) and stored in the internal storage unit 107. The sum of stimuli [i] may be calculated by an approximate expression or the like.

ここで、R[i]、G[i]及びB[i]は画素iのR信号値、G信号値及びB信号値である。また、r[i]、g[i]及びb[i]は画素iのR[i]、G[i]及びB[i]を刺激和S[i]で除算して得られる。ステップ704において、各画素のR[i]を刺激和S[i]で除算し、r[i]を演算する。 Here, R [i], G [i], and B [i] are the R signal value, the G signal value, and the B signal value of the pixel i. Further, r [i], g [i] and b [i] are obtained by dividing R [i], G [i] and B [i] of pixel i by the sum of stimuli S [i]. In step 704, R [i] of each pixel is divided by the stimulus sum S [i] to calculate r [i].

ステップ705において、各画素のr[i]がr信号上限値以上であるか否かの判定を行い、上限値以上であれば、その上限値に変換する。上限値より小さい場合には変換を行わずそのままのr[i]を変換されたr[i]として出力する。本実施形態において用いるRGB表色系によるスペクトル色度座標を表3及び図8(a)に示した。本実施形態におけるRGB表色系によるスペクトル色度座標は、表1及び図6(a)に示したCIEによって策定されたXYZ表色系によるスペクトル色度座標に式(6)に示したRGB変換を用いて作成した。表3及び図8に示されるrgb信号値は、XYZ表色系によるスペクトル色度座標に示された正規化されたxyz信号値をRGB変換して得られた値である。RGB表色系によるスペクトル色度座標は、XYZ表色系による色度座標に基づいて、rgb信号値と波長との対応関係が示されているものであればどのようなものであってもよい。網膜変性疾患により、認識可能な可視光波長域が450〜600nmである患者を想定した場合、波長が600nmより長い波長を表現するためのRGB信号を出力しても認識できない。図8(a)によれば、波長600nmより長い波長においては、G及びB信号に比べて、R信号が大きく支配的である。そこで、本実施形態においては、各画素iのr[i]が、ユーザが認識可能なr信号の最大値、すなわち、波長600nmにおけるr信号値をr信号上限値とし、これを超える場合には、このr信号上限値に変換することにより、常にユーザが認識可能なr信号を出力し、約600nm以上の波長光が提示部102より提示されないようにすることが可能である。表3及び図8(a)に示したスペクトル色度座標から波長600nmのときのr信号値(1.14888)を取得する。r信号上限値はユーザが認識可能な波長域におけるr信号の最大値より小さければよい。 In step 705, it is determined whether or not r [i] of each pixel is equal to or greater than the upper limit value of the r signal, and if it is equal to or greater than the upper limit value, it is converted to the upper limit value. If it is smaller than the upper limit value, the conversion is not performed and the raw r [i] is output as the converted r [i]. The spectral chromaticity coordinates according to the RGB color system used in this embodiment are shown in Table 3 and FIG. 8 (a). The spectral chromaticity coordinates based on the RGB color system in the present embodiment are converted to the spectral chromaticity coordinates based on the XYZ color system formulated by CIE shown in Table 1 and FIG. 6 (a) by the RGB conversion shown in the equation (6). Was created using. The rgb signal values shown in Tables 3 and 8 are values obtained by RGB-converting the normalized xyz signal values shown in the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system. The spectral chromaticity coordinates by the RGB color system may be any as long as the correspondence between the rgb signal value and the wavelength is shown based on the chromaticity coordinates by the XYZ color system. .. Assuming a patient whose visible light wavelength range is 450 to 600 nm due to retinal degenerative disease, even if an RGB signal for expressing a wavelength having a wavelength longer than 600 nm is output, it cannot be recognized. According to FIG. 8A, at wavelengths longer than 600 nm, the R signal is more dominant than the G and B signals. Therefore, in the present embodiment, when r [i] of each pixel i sets the maximum value of the r signal that can be recognized by the user, that is, the r signal value at a wavelength of 600 nm as the r signal upper limit value, and exceeds this. By converting to this r signal upper limit value, it is possible to always output an r signal that can be recognized by the user and prevent light having a wavelength of about 600 nm or more from being presented by the presenting unit 102. The r signal value (1.14888) at a wavelength of 600 nm is acquired from the spectral chromaticity coordinates shown in Table 3 and FIG. 8 (a). The upper limit of the r signal may be smaller than the maximum value of the r signal in the wavelength range recognizable by the user.

そして、ステップ706において、変換されたr[i]にその画素iの刺激和S[i]を乗算して変換されたR[i]を取得する。ステップ707において、撮像部101によって撮像され出力された各画素のRGB信号に含まれるR信号値をこの変換されたR信号値に置換することにより、変換されたR信号値を含むRGB信号を波長変換部103から映像提示部102に出力する。G及びB信号値については変換を行わず、撮像部101から出力された値を用いる。映像提示部102はこの変換されたRGB信号に基づいてフレームの提示を行う(ステップ403)。 Then, in step 706, the converted r [i] is multiplied by the stimulus sum S [i] of the pixel i to obtain the converted R [i]. In step 707, the RGB signal including the converted R signal value is wavelengthed by replacing the R signal value included in the RGB signal of each pixel imaged and output by the imaging unit 101 with the converted R signal value. It is output from the conversion unit 103 to the image presentation unit 102. The G and B signal values are not converted, and the values output from the imaging unit 101 are used. The image presenting unit 102 presents a frame based on the converted RGB signal (step 403).

このような変換処理により、図8(b)に示すように、波長600nm以上のr[i]としてr信号上限値が出力され、波長600nm以上の波長が撮像部101によって撮像された場合であっても、約600nmの波長の光が映像提示部によって提示される。 By such a conversion process, as shown in FIG. 8B, the r signal upper limit value is output as r [i] having a wavelength of 600 nm or more, and a wavelength having a wavelength of 600 nm or more is imaged by the imaging unit 101. However, light having a wavelength of about 600 nm is presented by the image presenting unit.

本実施形態を用いることにより、600nmより長い波長を認識できないユーザであっても、映像提示部102を介して波長600nmより長い波長光を約600nmの波長光として観察することが可能となる。600nm以下の波長域においては本来の波長で出力されるから、隣接する部分間の色の関係等の表現が実際の色表現でユーザに認識させることを可能とする。また、本発明においては、ユーザの視界の波長変換をリアルタイムに実行して、眼鏡のようにユーザにリアルタイムに視界を提供できることが好ましい。しかしながら、ヘッドマウントディスプレイのようなユーザの頭部に装着する装置においては、ハードウェアの処理能力が限られている場合がある。本実施形態は、XYZ変換を経ることなくRGB信号を直接処理して波長変換を実現するから、情報処理が少なく、限られたハードウェア資源によっても、リアルタイムな変換波長映像の提示を可能とする。 By using this embodiment, even a user who cannot recognize a wavelength longer than 600 nm can observe a wavelength light having a wavelength longer than 600 nm as a wavelength light having a wavelength of about 600 nm through the image presenting unit 102. In the wavelength range of 600 nm or less, the output is at the original wavelength, so that the user can recognize the expression such as the color relationship between adjacent portions in the actual color expression. Further, in the present invention, it is preferable that the wavelength conversion of the user's field of view can be executed in real time to provide the user's field of view in real time like glasses. However, in a device worn on the user's head such as a head-mounted display, the processing capacity of the hardware may be limited. In this embodiment, since RGB signals are directly processed without undergoing XYZ conversion to realize wavelength conversion, information processing is small and it is possible to present a converted wavelength image in real time even with limited hardware resources. ..

[第4の実施形態]
本実施形態は、XYZ変換を伴わずにRGB信号値の処理を実行するという点において第3の実施形態と同様であるが、具体的な波長変換処理が第3の実施形態と異なる。以下、第3の実施形態と異なる波長変換処理を中心に説明する。本実施形態においては、撮像部101から取得されるRGB信号における各R信号値、G信号値及びB信号値が負の値を取らないことを前提とする。
[Fourth Embodiment]
This embodiment is similar to the third embodiment in that the processing of RGB signal values is executed without XYZ conversion, but the specific wavelength conversion processing is different from that of the third embodiment. Hereinafter, the wavelength conversion process different from that of the third embodiment will be mainly described. In the present embodiment, it is assumed that the R signal value, the G signal value, and the B signal value in the RGB signal acquired from the imaging unit 101 do not take negative values.

本実施形態における波長変換ステップ402の具体的な処理を、図9に示したフローチャートに基づいて説明する。ステップ901〜903は、第3の実施形態におけるステップ701〜703と同様である。ステップ904においては、各画素のR[i]とともにG[i]についても刺激和S[i]で除算を行い、r[i]及びg[i]を取得する。そして、ステップ905において、r[i]がr信号上限値以上であれば、r信号上限値に変換し、ステップ906において、g[i]がg信号下限値以下であれば、g信号下限値に変換する。 The specific processing of the wavelength conversion step 402 in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Steps 901 to 903 are similar to steps 701 to 703 in the third embodiment. In step 904, not only R [i] of each pixel but also G [i] is divided by the stimulus sum S [i] to obtain r [i] and g [i]. Then, in step 905, if r [i] is equal to or greater than the r signal upper limit value, it is converted into an r signal upper limit value, and in step 906, if g [i] is equal to or less than the g signal lower limit value, the g signal lower limit value is converted. Convert to.

本実施形態においては、表3及び図8(a)に示されたRGB表色系によるスペクトル色度座標のグラフに基づいて、波長600nmにおけるr信号値(1.114888)及びg信号値(0.20837)をそれぞれr信号上限値及びg信号下限値として決定する。r信号上限値はユーザが認識可能な波長のためのr信号値の最大値とすることが好ましいが、それ以下の値であればよい。本実施形態においては撮像部101は負の値を返さないから、表3及び図8(a)に示されるRGB表色系によるスペクトル色度座標において負の値となっている値は0に読み替える。例えば、450〜500nmにおけるr信号値は0であり、この波長域におけるr信号値の最大値は0となるから、r信号上限値は0となる。g信号下限値はユーザが認識可能な波長域の両端の波長のためのg信号値のうち大きい方の値とする。本実施形態においては、ユーザが認識可能な波長域として450〜600nmを想定した。この波長域の両端のg信号値を比較した場合、波長600nmのための信号値の方が大きいため、g信号下限値を600nmの値とする。例えば、ユーザが認識可能な波長域として500〜600nmした場合には波長500nmのg信号値の方が大きいから、波長500nmのための信号値をg信号下限値とする。図8(a)からg信号値のためのRGB表色系によるスペクトル色度座標のグラフは上に凸の形状であるから、前述のようにg信号値がg信号下限値以上の値となるようにすることにより、ユーザが認識できない波長光が提示されないようにできる。 In the present embodiment, the r signal value (1.114888) and the g signal value (0) at a wavelength of 600 nm are based on the graph of the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system shown in Table 3 and FIG. 8 (a). .20837) is determined as the upper limit of the r signal and the lower limit of the g signal, respectively. The upper limit of the r signal is preferably the maximum value of the r signal for a wavelength recognizable by the user, but it may be a value less than that. In the present embodiment, the imaging unit 101 does not return a negative value, so the value that is a negative value in the spectral chromaticity coordinates according to the RGB color system shown in Table 3 and FIG. 8A is read as 0. .. For example, the r signal value in 450 to 500 nm is 0, and the maximum value of the r signal value in this wavelength range is 0, so that the upper limit value of the r signal is 0. The lower limit of the g signal is the larger of the g signal values for the wavelengths at both ends of the wavelength range that can be recognized by the user. In this embodiment, a wavelength range of 450 to 600 nm that can be recognized by the user is assumed. When the g signal values at both ends of this wavelength range are compared, the signal value for the wavelength of 600 nm is larger, so the lower limit of the g signal is set to the value of 600 nm. For example, when the wavelength range is 500 to 600 nm that can be recognized by the user, the g signal value at the wavelength of 500 nm is larger, so the signal value for the wavelength of 500 nm is set as the g signal lower limit value. From FIG. 8A, the graph of the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system for the g signal value has an upward convex shape, so that the g signal value is equal to or more than the lower limit value of the g signal as described above. By doing so, it is possible to prevent the presentation of light having a wavelength that the user cannot recognize.

そして、波長変換部103は、この変換されたr[i]及びg[i]に刺激和S[i]を乗算して変換されたR[i]及びG[i]を取得し(ステップ907)、これらを含む変換されたRGB信号を出力する(ステップ908)。B[i]については変換されていないものを使用する。映像提示部102は、これに基づいて映像提示部102が映像の提示を行う(ステップ403)。 Then, the wavelength conversion unit 103 obtains the converted R [i] and G [i] by multiplying the converted r [i] and g [i] by the stimulus sum S [i] (step 907). ), A converted RGB signal including these is output (step 908). For B [i], use the one that has not been converted. Based on this, the video presentation unit 102 presents the video (step 403).

このようにr信号値及びg信号値を変換することにより、本実施形態によって出力されるスペクトル色度座標のグラフは図10に示すようになる。波長が600nm以上の領域においては、r信号及びg信号は波長600nmのための値を出力する。図8(a)において600nm以上の波長に対するb信号値は負の値であるが、本実施形態における撮像部101は負の値については0を出力する。したがって、撮像部101が600nm以上の光を撮像した場合であっても、本実施形態の波長変換により、600nmのためのRGB信号に変換されて出力されるから、600nmの光が提示される。 By converting the r signal value and the g signal value in this way, the graph of the spectral chromaticity coordinates output by the present embodiment is shown in FIG. In the region where the wavelength is 600 nm or more, the r signal and the g signal output a value for a wavelength of 600 nm. In FIG. 8A, the b signal value for a wavelength of 600 nm or more is a negative value, but the imaging unit 101 in the present embodiment outputs 0 for a negative value. Therefore, even when the imaging unit 101 captures light of 600 nm or more, the wavelength conversion of the present embodiment converts it into an RGB signal for 600 nm and outputs it, so that the light of 600 nm is presented.

さらに、波長が短い領域においてもg[i]がg信号下限値(0.20837)以下となる場合にはg[i]の値がg信号下限値に変換されて出力される。本実施形態においては波長479nmのときにg信号下限値となり、それよりも短い波長のときのg[i]はこれを下回る値となるから、g信号下限値に変換される。波長479nmよりも短い波長域においては、r信号値及びb信号値はほぼ一定の値となるから、g信号値をg信号下限値に固定することにより、この領域においてほぼ479nmの波長光が放射されることとなる。 Further, even in a region where the wavelength is short, if g [i] is equal to or less than the lower limit value of g signal (0.20883), the value of g [i] is converted to the lower limit value of g signal and output. In the present embodiment, the g signal lower limit value is obtained when the wavelength is 479 nm, and g [i] is a value lower than this when the wavelength is shorter than that, so that the g signal lower limit value is converted. In the wavelength range shorter than the wavelength of 479 nm, the r signal value and the b signal value are almost constant values. Therefore, by fixing the g signal value to the lower limit value of the g signal, light having a wavelength of about 479 nm is emitted in this region. Will be done.

第3の実施形態においては、波長が600nmより長い波長域においては、r信号が大きく支配的であることに注目し、r信号のみの変換を行った。本実施形態においては、r信号とともにg信号についても波長600nm以上の波長に対しては600nmのg信号値を出力する。本実施形態を用いることにより、撮像部101が450nm以下及び600nm以上の光を撮像したとしても、映像提示部102からはほぼ479〜600nmの波長の光のみが提示されるから、450〜600nmの波長域しか認識できないユーザであっても、すべての可視光を認識できることになる。479〜600nmの波長域においては本来の波長で出力されるから、隣接する部分間の色の関係等の表現が実際の色表現に近い表現でユーザに認識させることを可能とする。また、第3の実施形態と同様に、XYZ変換を伴わないで波長変換処理を実行できるから、高速処理が可能となる。 In the third embodiment, attention was paid to the fact that the r signal is largely dominant in the wavelength region where the wavelength is longer than 600 nm, and only the r signal is converted. In the present embodiment, the g signal value of 600 nm is output for the wavelength of 600 nm or more for the g signal as well as the r signal. By using this embodiment, even if the imaging unit 101 captures light of 450 nm or less and 600 nm or more, only light having a wavelength of approximately 479 to 600 nm is presented by the image presenting unit 102, so that the light is 450 to 600 nm. Even a user who can recognize only the wavelength range can recognize all visible light. Since it is output at the original wavelength in the wavelength range of 479 to 600 nm, it is possible for the user to recognize the expression such as the color relationship between adjacent portions with an expression close to the actual color expression. Further, as in the third embodiment, the wavelength conversion process can be executed without the XYZ conversion, so that the high-speed process becomes possible.

[第5の実施形態]
本実施形態は、XYZ変換を伴わずにRGB信号の処理を実行するという点において第3及び第4の実施形態と同様であるが、具体的な波長変換処理が異なる。以下、第3及び第4の実施形態と異なる波長変換処理を中心に説明する。本実施形態においても、撮像部101から取得されるRGB信号における各R信号値、G信号値及びB信号値が負の値を取らない。
[Fifth Embodiment]
The present embodiment is similar to the third and fourth embodiments in that the processing of the RGB signal is executed without the XYZ conversion, but the specific wavelength conversion processing is different. Hereinafter, the wavelength conversion processing different from that of the third and fourth embodiments will be mainly described. Also in this embodiment, the R signal value, the G signal value, and the B signal value in the RGB signal acquired from the imaging unit 101 do not take negative values.

以下、本実施形態における波長変換ステップ402を図11に示したフローチャートに基づいて説明する。ステップ1101〜1104は、第4の実施形態におけるステップ901〜904と同様である。そして、ステップ1105において、r[i]及びg[i]に対して所定の演算を行って波長変換を行う。本実施形態においては、r[i]のための演算として、変換後のr[i]の最大値がユーザが認識可能な波長域における最大r信号値以下となるようにr信号変換係数をr[i]に乗算する。r信号変換係数は、RGB表色系によるスペクトル色度座標において示されたr信号値にこの変換係数を乗算して得られる値の最大値がr信号上限値を超えないように決定される。g[i]のための演算としては、変換後のg[i]の最小値がユーザが認識可能な波長のためのg信号値の下限値以上となるような演算を行う。本実施形態においては、以下の式に基づいてr[i]及びg[i]を変換する。 Hereinafter, the wavelength conversion step 402 in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Steps 1101 to 1104 are similar to steps 901 to 904 in the fourth embodiment. Then, in step 1105, a predetermined calculation is performed on r [i] and g [i] to perform wavelength conversion. In the present embodiment, as an operation for r [i], the r signal conversion coefficient is set so that the maximum value of r [i] after conversion is equal to or less than the maximum r signal value in the wavelength range recognizable by the user. Multiply by [i]. The r signal conversion coefficient is determined so that the maximum value of the value obtained by multiplying the r signal value indicated in the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system by this conversion coefficient does not exceed the upper limit value of the r signal. As the calculation for g [i], the calculation is performed so that the minimum value of g [i] after conversion is equal to or greater than the lower limit of the g signal value for the wavelength recognizable by the user. In this embodiment, r [i] and g [i] are converted based on the following equations.

ここで、upper_limit_rは波長変換後のr信号上限値、peak_rは波長変換前の最大r信号値である。upper_limit_rをpeak_rで除算した値をr信号変換係数とする。式(8)から分かるとおり変換後のr[i]はr信号上限値が最大値となる。r信号上限値はユーザが認識可能な波長のためのr信号値の最大値とすることが好ましいが、それ以下の値であればよい。本実施形態においてr信号上限値は波長600nmにおけるr信号値である1.14888であり、peak_rは波長700nmにおけるr信号値である1.49990であり、r信号変換係数は約0.766(1.14888/1.49990)である。このr信号変換係数を用いれば、RGB表色系によるスペクトル色度座標において示されたr信号値に乗算して得られる値の最大値はr信号上限値(1.14888)となる。各画素のr[i]についても同様に、式(8)に示したr信号変換係数を乗算することにより、r信号上限値を上限とする値に線形に変換することが可能となる。 Here, upper_limit_r is the upper limit value of the r signal after wavelength conversion, and peak_r is the maximum r signal value before wavelength conversion. The value obtained by dividing upper_limit_r by peak_r is used as the r signal conversion coefficient. As can be seen from the equation (8), the upper limit of the r signal is the maximum value of r [i] after conversion. The upper limit of the r signal is preferably the maximum value of the r signal for a wavelength recognizable by the user, but it may be a value less than that. In the present embodiment, the upper limit of the r signal is 1.14888, which is the r signal value at a wavelength of 600 nm, peak_r is 1.49990, which is the r signal value at a wavelength of 700 nm, and the r signal conversion coefficient is about 0.766 (1). .14888 / 1.49990). If this r signal conversion coefficient is used, the maximum value of the value obtained by multiplying the r signal value indicated in the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system is the r signal upper limit value (1.14888). Similarly, the r [i] of each pixel can be linearly converted to a value having the upper limit of the r signal as the upper limit by multiplying the r signal conversion coefficient shown in the equation (8).

図8(a)によれば、450〜600nmの波長域のみを認識できるユーザは、波長600nmのためのr信号値より大きいr信号値が出力されると認識できないことが理解される。そこで、本実施形態においては、波長600nmのためのr信号値が変換後の最大値となるように波長600nmのr信号値をupper_limit_r(r信号上限値)とし、波長変換前の最大r信号値を示す波長700nmのr信号値をpeak_r(変換前最大r信号値)とした。upper_limit_r及びpeak_rは表3及び図8(a)に示したRGB表色系によるスペクトル色度座標から決定できるものであり、r信号値変換係数は予め決定可能な係数である。 According to FIG. 8A, it is understood that a user who can recognize only the wavelength range of 450 to 600 nm cannot recognize when an r signal value larger than the r signal value for the wavelength of 600 nm is output. Therefore, in the present embodiment, the r signal value at a wavelength of 600 nm is set to upper_limit_r (r signal upper limit value) so that the r signal value for a wavelength of 600 nm becomes the maximum value after conversion, and the maximum r signal value before wavelength conversion is set. The r signal value having a wavelength of 700 nm indicating the above was defined as peak_r (maximum r signal value before conversion). The upper_limit_r and peak_r can be determined from the spectral chromaticity coordinates according to the RGB color system shown in Table 3 and FIG. 8A, and the r signal value conversion coefficient is a coefficient that can be determined in advance.

peak_gは波長変換前の最大g信号値であり、lower_limit_gは波長変換後のg信号下限値であり、オフセット値である。本実施形態においてpeak_gは波長518nmにおけるg信号値(1.16241)とし、lower_limit_gは波長600nmにおけるg信号値(0.20837)とする。式(9)の右項のr[i]に乗算される係数はg信号変換係数であり、変換後のg信号値が変換前のg信号値の最大値を超えないようにするとともに、変換後のg信号についてのスペクトル色度座標のグラフの形状が変換前の形状に類似するように決定される。式(9)に示した演算を行うことにより、各画素のg[i]をオフセット値としてlower_limit_g(g信号下限値)を下限としつつ、上限値は変換前と同一値に保つ値に線形に変換することが可能となる。図8(a)によれば、g信号値は上に凸の形状を有するグラフによって示され、ユーザが認識できる450〜600nmの波長域における両端の波長のためのg信号値を比較すると600nmのためのg信号値の方が大きい。したがって、このユーザは波長600nmのためのg信号値以上のg信号値であれば認識できることが理解される。そこで、本実施形態においては、波長600nmのためのg信号値が最小値となるように波長600nmのg信号値をオフセット信号としてlower_limit_g(g信号下限値)とし、波長変換前の最大g信号値を示す波長518nmのg信号値のpeak_gを保つような演算を行うこととした。 peak_g is the maximum g signal value before wavelength conversion, and lower_limit_g is the lower limit value of g signal after wavelength conversion, which is an offset value. In the present embodiment, peak_g is a g signal value (1.16241) at a wavelength of 518 nm, and lower_limit_g is a g signal value (0.20837) at a wavelength of 600 nm. The coefficient multiplied by r [i] in the right term of the equation (9) is the g signal conversion coefficient, so that the g signal value after conversion does not exceed the maximum value of the g signal value before conversion and is converted. The shape of the graph of spectral chromaticity coordinates for the later g signal is determined to resemble the shape before conversion. By performing the calculation shown in the equation (9), the upper limit is linearly set to the same value as before the conversion while the lower_limit_g (g signal lower limit) is set as the offset value with g [i] of each pixel as the offset value. It becomes possible to convert. According to FIG. 8 (a), the g-signal value is shown by a graph having an upwardly convex shape, and the g-signal value for the wavelengths at both ends in the wavelength range of 450 to 600 nm that can be recognized by the user is 600 nm. The g signal value for this is larger. Therefore, it is understood that this user can recognize a g signal value equal to or higher than the g signal value for a wavelength of 600 nm. Therefore, in the present embodiment, the g signal value at a wavelength of 600 nm is set as a lower_limit_g (g signal lower limit value) as an offset signal so that the g signal value for a wavelength of 600 nm becomes the minimum value, and the maximum g signal value before wavelength conversion is set. It was decided to perform an operation so as to maintain peak_g of the g signal value having a wavelength of 518 nm.

ステップ1106において、式(8)及び(9)によって変換されたr[i]及びg[i]に刺激和S[i]を乗算して、波長変換されたR及びG値を取得し、ステップ1107においてこれらを含むRGB信号を映像提示部102へ出力する。B信号値については変換を行わず、撮像部101から出力された値を用いる。なお、r[i]についての波長変換演算は乗算のみであるから、ステップ1104で除算した刺激和S[i]はステップ1106の乗算で打ち消される。したがって、ステップ1104及び1106における刺激和の除算及び乗算は省略して、R[i]のまま波長変換処理を実行してもよい。 In step 1106, r [i] and g [i] converted by the equations (8) and (9) are multiplied by the stimulus sum S [i] to obtain the wavelength-converted R and G values, and the step 1106 is performed. In 1107, an RGB signal including these is output to the image presentation unit 102. The B signal value is not converted, and the value output from the imaging unit 101 is used. Since the wavelength conversion operation for r [i] is only multiplication, the sum of stimuli S [i] divided in step 1104 is canceled by the multiplication in step 1106. Therefore, the division and multiplication of the sum of stimuli in steps 1104 and 1106 may be omitted, and the wavelength conversion process may be executed with R [i] as it is.

波長変換のための演算方法は、前述の式(8)及び(9)に限定されない。r[i]のための演算としては、変換後のr[i]の最大値が、ユーザが認識可能なr信号値の最大値以下であるr信号上限値を超えないような演算であればどのような演算であってもかまわない。例えば、変換されたr信号がr信号上限値を超えないのであればr信号変換係数を2/3としてこれをr[i]に乗算するだけでもよい。g[i]のための演算としては、変換後のg[i]の最小値が前述のlower_limit_g(g信号下限値)以上となるような演算であれば、例えば、g信号変換係数=1としてg[i]にlower_limit_gを加算するだけでもよいし、g[i]をpeak_gで除算した後に(g信号変換係数=1/peak_g)、lower_limit_gを加算してもよい。また、R信号値のみ又はG信号値のみの処理によっても波長変換は可能である。 The calculation method for wavelength conversion is not limited to the above equations (8) and (9). The calculation for r [i] is such that the maximum value of r [i] after conversion does not exceed the upper limit of the r signal that is equal to or less than the maximum value of the r signal that can be recognized by the user. It does not matter what kind of operation it is. For example, if the converted r signal does not exceed the upper limit of the r signal, the r signal conversion coefficient may be set to 2/3 and this may be simply multiplied by r [i]. As the calculation for g [i], if the minimum value of g [i] after conversion is equal to or greater than the above-mentioned lower_limit_g (g signal lower limit value), for example, g signal conversion coefficient = 1 is set. Lower_limit_g may be simply added to g [i], or lower_limit_g may be added after dividing g [i] by peak_g (g signal conversion coefficient = 1 / peak_g). Further, the wavelength conversion can be performed by processing only the R signal value or only the G signal value.

本実施形態を用いれば、スペクトル色度座標のグラフの形状を類似の形状に保ったままユーザが認識可能な波長を表現するためのRGB信号に変換することが可能となる。したがって、r信号上限値以上又はg信号下限値以下のRGB信号値を上限ないし下限値に固定する実施形態に比べて、隣接する部分間の色の関係等の表現が実際の色表現に近い表現でユーザに認識させることを可能とする。さらに、実施形態3及び4と同様に、XYZ変換を伴わないから高速な処理も可能である。 By using this embodiment, it is possible to convert the graph of the spectral chromaticity coordinates into an RGB signal for expressing a wavelength that can be recognized by the user while keeping the shape similar. Therefore, as compared with the embodiment in which the RGB signal value equal to or greater than the r signal upper limit value or less than or equal to the g signal lower limit value is fixed to the upper limit or lower limit value, the expression such as the color relationship between adjacent portions is closer to the actual color expression. Allows the user to recognize it. Further, as in the third and fourth embodiments, high-speed processing is possible because it does not involve XYZ conversion.

[第6の実施形態]
本実施形態における頭部装着型映像装置は、撮像部101によって撮像された視差を持つ映像をユーザの各眼に提示する3D型頭部装着型映像提示装置である点で、第1から第5の実施形態と異なる。その他の点においては他の実施形態と同様である。以下、他の実施形態と異なる点を中心に説明する。
[Sixth Embodiment]
The first to fifth head-mounted video devices according to the present embodiment are 3D head-mounted video presentation devices that present images with parallax captured by the imaging unit 101 to each user's eyes. Is different from the embodiment of. In other respects, it is similar to other embodiments. Hereinafter, the points different from those of other embodiments will be mainly described.

図4のステップ401として、撮像部101はユーザの左眼に提示するためのユーザの視界方向の映像及びユーザの右眼に提示するためのユーザの視界方向の映像を撮像し、この左右の眼に提示するための視差のある映像情報を含む第1の映像情報を出力する。左右の眼の各々に提示される映像は視差のある映像であり、互いに異なる映像となる。左右の眼に提示するための映像情報を撮像するために例えば並べて配置された二つの単眼カメラやステレオカメラを用いてもよい。一つの単眼カメラで演算された視差を用いて左右の映像情報を生成してもよい。 As step 401 of FIG. 4, the imaging unit 101 captures an image in the user's visual field direction for presentation to the user's left eye and an image in the user's visual field direction for presentation to the user's right eye, and the left and right eyes. The first video information including the video information with parallax for presenting to is output. The images presented to each of the left and right eyes are images with parallax, and are different from each other. For example, two monocular cameras or stereo cameras arranged side by side may be used to capture image information to be presented to the left and right eyes. Left and right video information may be generated using the parallax calculated by one monocular camera.

ステップ402として、波長変換部103は第1の映像情報に含まれる左右の眼に提示するための映像情報の各々に対して波長変換処理を行い、変換された左右の眼に提示するための視差のある映像情報を含む第2の映像情報を出力する。波長変換処理は第1から第5の実施形態において説明した波長変換処理のいずれであってもかまわない。映像提示部102は第2の映像情報に含まれる左眼に提示するための映像情報に基づいてユーザの左眼に対して映像を提示し、第2の映像情報に含まれる右眼に提示するための映像情報に基づいてユーザの右眼に対して映像を提示する。左右の眼に提示するための映像情報を提示するために例えば二つのディスプレイを用いてもよい。図1bにおいて映像提示部102としてプロジェクタのレンズを二つ備える構成を示した。本実施形態においては、それぞれのレンズから左右それぞれの眼に提示するための視差のある映像情報を提示する。本実施形態を用いることにより、ユーザに三次元的な映像を提供することが可能となる。また、各眼毎に各波長に対する感度が異なる場合には、各眼に適した別々の波長変換を行い、各眼のために異なる波長変換を行った映像を提示することが望ましいが、例えば一方の眼の感度に適応させた波長変換を両方の眼の映像情報に対して行ってもかまわない。 As step 402, the wavelength conversion unit 103 performs wavelength conversion processing on each of the video information to be presented to the left and right eyes included in the first video information, and the parallax for presenting to the converted left and right eyes. Outputs the second video information including some video information. The wavelength conversion process may be any of the wavelength conversion processes described in the first to fifth embodiments. The video presentation unit 102 presents the video to the left eye of the user based on the video information to be presented to the left eye included in the second video information, and presents the video to the right eye included in the second video information. The image is presented to the user's right eye based on the image information for the purpose. For example, two displays may be used to present video information for presentation to the left and right eyes. FIG. 1b shows a configuration in which two projector lenses are provided as the image presentation unit 102. In the present embodiment, parallax image information to be presented to the left and right eyes from each lens is presented. By using this embodiment, it is possible to provide a three-dimensional image to the user. When the sensitivity to each wavelength is different for each eye, it is desirable to perform different wavelength conversion suitable for each eye and present an image having different wavelength conversion for each eye. Wavelength conversion adapted to the sensitivity of one eye may be performed on the image information of both eyes.

以上に説明した処理又は動作において、矛盾が生じない限りにおいて、処理、動作及び組み合わせを自由に変更することができる。また以上に説明してきた各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、種々の形態で実施することができる。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 In the processes or operations described above, the processes, operations and combinations can be freely changed as long as there is no contradiction. Moreover, each embodiment described above is an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. The present invention can be carried out in various forms without departing from the gist thereof. Further, the effects described in the present embodiment merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the present embodiment.

100 頭部装着型映像提示装置
101 撮像部
102 映像提示部
103 波長変換部
104 処理部
105 記憶部
106 プログラム
107 内部記憶部
108 バス
110 プロジェクタ筐体
111 プリズム
112 プリズム
100 Head-mounted image presentation device 101 Imaging unit 102 Image presentation unit 103 Wavelength conversion unit 104 Processing unit 105 Storage unit 106 Program 107 Internal storage unit 108 Bus 110 Projector housing 111 Prism 112 Prism

Claims (14)

可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザのための頭部装着型映像提示装置であって、
ユーザの視界方向を撮像して第1の映像情報を取得する撮像部と、
前記第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域のための波長を表現するための信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の波長を表現する信号に波長変換し、当該波長変換された波長信号に基づく第2の映像情報を出力する波長変換部と、
前記第2の映像情報に基づいて、波長変換されたユーザの視界方向の映像をユーザに提示する映像提示部と、
を備える、頭部装着型映像提示装置。
A head-mounted image presentation device for users whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of other wavelength ranges of the visible light wavelength range.
An imaging unit that captures the user's field of view and acquires the first video information,
At least a part of the signal for expressing the wavelength for at least a part of the wavelength range in the first video information is wavelength- converted into a signal for expressing the wavelength in the other wavelength range, and the wavelength is converted. A wavelength converter that outputs second video information based on the wavelength signal
An image presenting unit that presents a wavelength-converted image in the user's field of view to the user based on the second image information.
A head-mounted image presentation device equipped with.
可視光波長域のうちの他の波長域と比較して感度が低下している可視光波長域のうちの一部の波長域が右眼と左眼とで異なり、Sensitivity is lower than other wavelengths in the visible light wavelength range. Some wavelength ranges in the visible light wavelength range are different between the right eye and the left eye.
前記波長変換部は、左眼の感度及び右眼の感度に基づいて各々に前記波長変換を実行し、前記第2の映像情報は右眼用映像情報及び左眼用映像情報を含み、右眼用映像情報は右眼の感度に基づいて波長変換された波長信号に基づくものであり、左眼用映像情報は左眼の感度に基づいて波長変換された波長信号に基づくものであり、 The wavelength conversion unit executes the wavelength conversion for each of the sensitivity of the left eye and the sensitivity of the right eye, and the second image information includes the image information for the right eye and the image information for the left eye, and the right eye. The video information for the left eye is based on the wavelength signal that has been wavelength-converted based on the sensitivity of the right eye, and the video information for the left eye is based on the wavelength signal that has been wavelength-converted based on the sensitivity of the left eye.
前記映像提示部は、前記第2の映像情報に含まれる前記右眼用映像情報に基づいてユーザの右眼に対して右眼用映像を提示し、左眼用映像情報に基づいてユーザの左眼に対して波長変換された左眼用映像を提示する、 The image presenting unit presents the right eye image to the user's right eye based on the right eye image information included in the second image information, and the user's left based on the left eye image information. Presents a wavelength-converted left-eye image to the eye,
請求項1に記載の頭部装着型映像提示装置。 The head-mounted image presentation device according to claim 1.
前記波長変換部は、
XYZ表色系におけるスペクトル色度座標を含む第1のテーブルと、
前記一部の波長域の波長を前記他の波長域に変換するために、前記第1のテーブルにおいて前記一部の波長域の波長に対応づけられた色度座標を前記他の波長域の波長に対応づけ、前記第1のテーブルにおいて前記他の波長域の波長に対応づけられた色度座標の少なくとも一部を前記第1のテーブルにおいて対応づけられた色度座標とは異なる色度座標に対応づけた第2のテーブルと、
を含み、
前記第1の映像情報に基づいて、XYZ表色系で色を表現するXYZ信号を取得し、 前記第1のテーブルに基づいて、前記XYZ信号に対応する波長を特定し、
前記第2のテーブルに基づいて、前記特定された波長に対応づけられた変換された波長のためのXYZ信号を取得し、
前記変換されたXYZ信号に基づく第2の映像情報を出力する、
請求項1または2に記載の頭部装着型映像提示装置。
The wavelength conversion unit
A first table containing spectral chromaticity coordinates in the XYZ color system,
In order to convert the wavelength of the part of the wavelength range into the other wavelength range, the chromaticity coordinates associated with the wavelength of the part of the wavelength range in the first table are the wavelengths of the other wavelength range. In the first table, at least a part of the chromaticity coordinates associated with the wavelengths in the other wavelength ranges are set to chromaticity coordinates different from the chromaticity coordinates associated with in the first table. The associated second table and
Including
Based on the first video information, an XYZ signal expressing a color in the XYZ color system is acquired, and a wavelength corresponding to the XYZ signal is specified based on the first table.
Based on the second table, the XYZ signal for the converted wavelength associated with the identified wavelength is obtained.
Outputs the second video information based on the converted XYZ signal.
The head-mounted image presentation device according to claim 1 or 2 .
前記波長変換部は、
前記第1の映像情報に基づいてRGB表色系で色を表現するRGB信号を取得し、
前記RGB信号に基づいてXYZ信号の刺激和を演算し、
前記RGB信号から取得されるR信号値を前記刺激和で除算してr信号値を取得し、 前記取得されたr信号値がr信号上限値以上である場合は、前記取得されたr信号値をr信号上限値に変換し、
前記変換されたr信号値に前記刺激和を乗算して変換されたR信号値を取得し、
前記変換されたR信号値を含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、
前記r信号上限値は、XYZ表色系によるスペクトル色度座標をRGB変換して得られる前記他の波長域における最大のr信号値以下の値である、
請求項1または2に記載の頭部装着型映像提示装置。
The wavelength conversion unit
Based on the first video information, an RGB signal that expresses a color in an RGB color system is acquired, and an RGB signal is obtained.
The stimulus sum of the XYZ signal is calculated based on the RGB signal,
The R signal value acquired from the RGB signal is divided by the sum of stimuli to obtain the r signal value, and when the acquired r signal value is equal to or greater than the r signal upper limit value, the acquired r signal value is obtained. Is converted to the upper limit of the r signal,
The converted r signal value is multiplied by the stimulus sum to obtain the converted R signal value.
The second video information based on the RGB signal including the converted R signal value is output.
The r signal upper limit value is a value equal to or less than the maximum r signal value in the other wavelength region obtained by RGB conversion of the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system.
The head-mounted image presentation device according to claim 1 or 2 .
前記波長変換部は、
前記RGB信号から取得されるG信号値を前記刺激和で除算してg信号値を取得し、 前記取得されたg信号値がg信号下限値以下である場合は、前記g信号値をg信号下限値に変換し、
前記変換されたg信号値に前記刺激和を乗算して変換されたG信号値を取得し、
前記変換されたG信号値を更に含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、
前記g信号下限値は、XYZ表色系によるスペクトル色度座標をRGB変換して得られる前記他の波長域における両端の波長のためのg信号値のうち大きい方のg信号値以上である、
請求項に記載の頭部装着型映像提示装置。
The wavelength conversion unit
The G signal value acquired from the RGB signal is divided by the sum of stimuli to obtain the g signal value, and when the acquired g signal value is equal to or less than the lower limit value of the g signal, the g signal value is used as the g signal. Convert to the lower limit and
Multiply the converted g signal value by the stimulus sum to obtain the converted G signal value.
The second video information based on the RGB signal including the converted G signal value is output.
The lower limit of the g signal is equal to or greater than the larger g signal value of the g signal values for the wavelengths at both ends in the other wavelength range obtained by RGB-converting the spectral chromaticity coordinates of the XYZ color system.
The head-mounted image presentation device according to claim 4 .
前記波長変換部は、
前記第1の映像情報に基づいてRGB表色系で色を表現するRGB信号を取得し、
XYZ表色系によるスペクトル色度座標をRGB変換して得られるRGB表色系によるスペクトル色度座標に基づいて決定されたr信号変換係数を、前記取得されたRGB信号に含まれるR信号値に乗算して変換されたR信号値を取得し、
前記変換されたR信号値を含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、
前記r信号変換係数は、前記RGB表色系によるスペクトル色度座標におけるr信号値に当該r信号変換係数を乗算したときに得られる値の最大値がr信号上限値を超えないように決定され、
前記r信号上限値は、前記RGB表色系によるスペクトル色度座標における他の波長域における最大r信号値以下の値である、
請求項1または2に記載の頭部装着型映像提示装置。
The wavelength conversion unit
Based on the first video information, an RGB signal that expresses a color in an RGB color system is acquired, and an RGB signal is obtained.
The r signal conversion coefficient determined based on the spectral chromaticity coordinates obtained by RGB conversion of the spectral chromaticity coordinates by the XYZ color system is converted into the R signal value included in the acquired RGB signal. Obtain the converted R signal value by multiplication,
The second video information based on the RGB signal including the converted R signal value is output.
The r signal conversion coefficient is determined so that the maximum value obtained when the r signal value in the spectral chromaticity coordinates of the RGB color system is multiplied by the r signal conversion coefficient does not exceed the upper limit value of the r signal. ,
The r signal upper limit value is a value equal to or less than the maximum r signal value in other wavelength regions in the spectral chromaticity coordinates of the RGB color system.
The head-mounted image presentation device according to claim 1 or 2 .
前記r信号変換係数を、前記取得されたRGB信号に含まれるR信号値に乗算して変換されたR信号値を取得することに代えて、
取得されたRGB信号に基づいて演算された刺激和で前記取得されたRGB信号に含まれるR信号値を除算して得られたr信号値に、前記r信号変換係数を乗算して変換されたr信号値を取得し、当該変換されたr信号値に前記刺激和を乗算して、変換されたR信号値を取得する、
請求項に記載の頭部装着型映像提示装置。
Instead of acquiring the converted R signal value by multiplying the r signal conversion coefficient by the R signal value included in the acquired RGB signal.
It was converted by multiplying the r signal value obtained by dividing the R signal value included in the acquired RGB signal by the stimulus sum calculated based on the acquired RGB signal by the r signal conversion coefficient. The r signal value is acquired, and the converted r signal value is multiplied by the stimulus sum to obtain the converted R signal value.
The head-mounted image presentation device according to claim 6 .
前記波長変換部は、
前記取得されたRGB信号に基づいてXYZ信号の刺激和を演算し、
前記取得されたRGB信号に含まれるG信号値を、前記刺激和で除算してg信号値を取得し、
前記g信号値に所定の係数を乗算した後、g信号下限値を加算し、前記刺激和を乗算して変換されたG信号値を取得し、
前記変換されたG信号値をさらに含むRGB信号に基づく第2の映像情報を出力し、 前記g信号下限値は、前記RGB表色系によるスペクトル色度座標における前記他の波長域における両端の波長のためのg信号値のうち大きい方のg信号値以上である、
請求項又はに記載の頭部装着型映像提示装置。
The wavelength conversion unit
The stimulus sum of the XYZ signal is calculated based on the acquired RGB signal,
The G signal value included in the acquired RGB signal is divided by the sum of stimuli to obtain the g signal value.
After multiplying the g signal value by a predetermined coefficient, the g signal lower limit value is added, and the stimulus sum is multiplied to obtain the converted G signal value.
The second video information based on the RGB signal including the converted G signal value is output, and the lower limit value of the g signal is the wavelength at both ends in the other wavelength range in the spectral chromaticity coordinates by the RGB color system. Is greater than or equal to the larger g signal value of the g signal values for
The head-mounted image presentation device according to claim 6 or 7 .
前記映像提示部はプロジェクタまたはディスプレイである、請求項1〜のいずれか1項に記載の頭部装着型映像提示装置。 The head-mounted video presentation device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the video presentation unit is a projector or a display . 前記撮像部はユーザの左眼に提示するためのユーザの視界方向の左眼用映像及び当該左眼用映像とは異なるユーザの右眼に提示するためのユーザの視界方向の右眼用映像を撮像し、
前記第1の映像情報は前記左眼用映像及び前記右眼用映像のための映像情報を含み、
前記第2の映像情報は前記波長変換部によって波長変換された前記左眼用映像のための左眼用映像情報及び前記右眼用映像のための右眼用映像情報を含み、
前記映像提示部は前記第2の映像情報に含まれる前記波長変換された左眼用映像情報に基づいてユーザの左眼に対して波長変換された左眼用映像を提示し、前記第2の映像情報に含まれる前記波長変換された右眼用映像情報に基づいてユーザの右眼に対して波長変換された右眼用映像を提示する、
請求項1〜のいずれか1項に記載の頭部装着型映像提示装置。
The imaging unit captures a left-eye image in the user's visual field direction for presentation to the user's left eye and a right-eye image in the user's visual field direction for presentation to the user's right eye, which is different from the left-eye image. Take an image and
The first video information includes the video information for the left eye and the video for the right eye.
The second video information includes left-eye video information for the left-eye video and right-eye video information for the right-eye video that has been wavelength-converted by the wavelength conversion unit.
The image presenting unit presents the wavelength-converted left-eye image to the user's left eye based on the wavelength-converted left-eye image information included in the second image information, and presents the wavelength-converted left-eye image to the user's left eye. A wavelength-converted right-eye image is presented to the user's right eye based on the wavelength-converted right-eye image information included in the image information.
The head-mounted image presentation device according to any one of claims 1 to 9 .
前記ユーザは、網膜変性患者であって前記他の波長域内の光を神経節細胞が受容可能となるタンパク質が眼球に投与されたユーザである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の頭部装着型映像提示装置。 The user according to any one of claims 1 to 10 , wherein the user is a retinal degeneration patient and a user who has administered a protein to the eyeball that allows ganglion cells to receive light in the other wavelength range. Head-mounted image presentation device. 可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザに前記他の波長域内の波長を表現するための信号に基づく映像を提示するための映像信号を出力する波長変換装置であって、
ユーザの視界方向を撮像して取得された第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域の波長を表現するための信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の波長を表現するための信号に波長変換し、
前記波長変換された信号に基づく第2の映像情報を出力する、
波長変換装置。
A signal for expressing a wavelength in the other wavelength range to a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range in the visible light wavelength range. A wavelength conversion device that outputs a video signal for presenting a video based on the video.
To express at least a part of a signal for expressing a wavelength in at least a part of the wavelength range in the first video information acquired by imaging the user's visual direction to express a wavelength in the other wavelength range . Wavelength converted to signal,
Outputs the second video information based on the wavelength-converted signal.
Wavelength converter.
可視光波長域のうちの一部の波長域に対する感度が可視光波長域のうちの他の波長域と比較して低下しているユーザに前記他の波長域内の波長を表現するための信号に基づく映像を提示するための映像信号を出力するための方法であって、コンピュータが、
ユーザの視界方向を撮像して取得された第1の映像情報における少なくとも前記一部の波長域の波長を表現するための信号の少なくとも一部を、前記他の波長域内の波長を表現するための信号に波長変換する工程と、
前記波長変換された信号に基づく第2の映像情報を出力する工程と、
を実行する、方法。
A signal for expressing a wavelength in the other wavelength range to a user whose sensitivity to a part of the visible light wavelength range is lower than that of the other wavelength range in the visible light wavelength range. A method for outputting a video signal for presenting a video based on a computer.
At least a portion of the signal for representing at least the wavelength of a part of a wavelength region in the first image information obtained by imaging a field of view direction of the user, for expressing a wavelength of the other wavelength region The process of converting the wavelength to a signal and
A step of outputting the second video information based on the wavelength-converted signal, and
How to do it.
請求項13に記載された方法をコンピュータに実行させるプログラム A program that causes a computer to execute the method according to claim 13 .
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